[发明专利]一种微网孤岛状态的检测方法

说明书

技术领域

本发明属于微网技术，具体涉及一种微网孤岛状态检测的方法，该方 法是一种基于频率变化率和相位变化量协调判断的综合方法。

背景技术

随着社会对供电可靠性要求的提高和可再生清洁能源发电技术的飞速 发展，微网作为一种新的电网形式得到了越来越多的重视，但微网的应用 还面临一系列需要解决的科学技术问题。其中，由于故障或扰动引起的微 网孤岛效应就是一个巨大挑战。在目前孤岛效应利用技术不是很成熟的前 提下冒然形成孤岛，将对用户造成巨大的冲击，同时也违背了电力系统安 全性最高准则。因此，微网中必须配置孤岛检测方案，在检测到非计划孤 岛发生时，需要快速、及时地断开微网中分布式发电机，以确保电力系统 的安全。

目前的微网孤岛检测方法主要分为基于通讯的孤岛检测方法和局部孤 岛检测方法。其中基于通讯的孤岛检测方法又可分为联锁跳闸法和电力线 载波通讯法；而局部孤岛检测方法主要分为被动式孤岛检测方法和主动式 孤岛检测方法。

在基于通信的孤岛检测方法中，联锁跳闸法对有着固定拓扑结构的馈 线来说简单并且有效，但如果系统中有多个自动开关且馈线拓扑变化时， 联锁跳闸方法可能变得相当复杂；电力线载波通讯法使用电力线作为信号 的传送工具，不必考虑拓扑结构的改变，实行容易，但需要使用信号发生 器和降压变压器，造成检测成本高、代价大。

主动式孤岛检测方法通过向电网注入扰动，根据相应的系统响应来检 测孤岛效应。但在微网中，由于多台分布式发电机需要注入多个干扰，这 些注入的干扰相互影响，势必影响系统的响应，从而降低了检测的可靠性。

被动式孤岛检测方法是通过检测不同的系统参数来判断孤岛产生与 否，这种方法无需对系统运行施加影响，所以对电网无干扰，对电能质量 无影响。其原理是当微网和大电网并网运行时，由于大电网的支持，系统 的电压幅值、相位和频率恒定不变；当由于微电网和大电网断开即孤岛发 生时，微网中分布式发电机提供的功率和负荷消耗的功率不相等，使得系 统中电压幅值、相位和频率发生变化。因此通过检测电压幅值、相位和频 率就可以判读是否发生了孤岛。

常用的被动式孤岛检测有两种方法，一种是频率变化率法，该方法的原 理是当微网孤岛发生时，分布式电源提供的功率和负荷消耗的功率存在着 功率不平衡，分布式发电机的输出功率变化导致微网频率的变化。频率变 化率与功率不平衡量之间的关系，可由式(1)表示：

dfdt=-(PL-PDG)fn2HPGN---(1)]]>

其中，f为微网的实际频率，t为系统的时间，P_L为负荷消耗的功率，P_DG为分布式发电机的输出功率，f_n为系统的额定频率，H为分布式发电机的 惯性时间常数，P_GN为分布式发电机的额定功率。

如果给定频率变化率整定值f′_set，可得到频率变化率孤岛检测方法如下：