[发明专利]一种多进程的孤岛效应检测装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于分布式发电系统故障检测领域，具体涉及一种多进程的孤岛效应检测装置及方法。

背景技术

自二十世纪以来，随着经济和社会的快速发展，能源消耗与日俱增，电力需求的迅速增长使得人们越来越重视可再生能源的发展，分布式发电技术以其独有的特点引起人们越来越多的关注。随着分布式发电系统并网数量逐年增多，孤岛效应成为制约分布式发电技术的主要因素，其原因主要是分布式发电技术不同于传统大电厂发电、大电网输电的供配电技术，由于其自身发电容量小、布局分散等特点，传统的调度方式不能进行有效控制，这样当接入电网发生故障就会使并网分布式发电系统陷入孤岛状态。为了提高并网分布式发电系并网的可靠性、可控性，充分发挥分布式发电系统的优势，各国对于并网分布式发电系都要求具有孤岛效应检测功能，譬如：在日本，要求至少有一种被动检测方法和一种主动检测方法；在北美，要求制造商采用基于频率、相位或电压偏移的主动式孤岛检测方式；在中国，GB/T19939-2005光伏系统并网技术要求中要求至少各一种主动和被动孤岛检测装置。因此，对于孤岛效应检测技术的研究及其相关装置的研究成为了国内外电力研究人员的研究热点。

现今，关于分布式发电系统孤岛效应检测方法已经有许多种，主要分为主动检测和被动检测两大类。就目前而言，被动检测具有技术简单、易于实施，不需要向系统注入扰动，减小了谐波影响等优势。但是，被动检测只能对孤岛效应后的分布是发电系统进行检测，并做出相应的处理，它不能提前发现孤岛现象，此外被动检测的检测盲区大。主动检测方法检测虽然具有检测精度高，检测盲区小等优势，但是该方法控制较复杂，而且由于检测过程需要注入扰动信号，降低了逆变器输出电能的质量。因为不论是被动式检测方法还是主动式检测方法都存在自身的优点和缺点，所以主动检测与被动检测相结合成为如今成为孤岛检测技术研究的新方向。现在的主动检测与被动检测结合的孤岛检测技术种类繁多，如过欠压/过欠频检测法与频率偏移检测法结合、电压谐波检测法与滑模频漂检测法结合......但是这些方法都具有技术缺陷，譬如实施技术难度大、还存在较大的检测盲区、控制装置复杂、检测时间长等。

发明内容

针对现有方法存在的不足，本发明提出一种多进程的孤岛效应检测装置及方法，以达到更加全面的对系统进行孤岛检测的目的。

本发明的技术方案是这样实现的：一种多进程的孤岛效应检测方法，包括以下步骤：

步骤1：将采集到的三相电压、电流和频率进行滤波、降噪、变压处理和模数转换，并对转换后的数字信号进行归一化处理，送至数据存储器单元保存；

步骤2：初始化系统参数，所述的系统参数包括系统的电阻值R、电感值L和电容值C；

步骤3：利用步骤1存储的数据，计算系统的有功功率P和无功功率Q，并将有功功率值和无功功率值存入数据存储器单元保存；

步骤4：将数据储存器中的数据送入DSP的CPU，进行被动孤岛检测，判断孤岛是否发生，方法为：(1)利用过欠压/过欠频检测法计算有功功率和无功功率的不平衡度；(2)利用相位突变检测法计算电压电流相位差角；(3)利用功率/频率变化率检测法计算有功功率变换率、无功功率变换率及频率的变换率；利用上述(1)(2)(3)的结果，计算被动检测综合评价指标值，若该值不大于10，说明分布式发电系统为正常并网运行状态，利用主动孤岛检测流程对被动孤岛检测的结果进行复核，执行步骤5；该值大于10，说明分布式发电系统已处于孤岛状态，此时系统DSP发出PWM波驱动断路控制器，将分布式发电系统从电网切除；

步骤5：主动孤岛检测，方法为：利用主动移频法计算频移的最大值ω_max和最小值ω_min，计算分布式发电系统与电网节点处的角频率ω_P，如果不满足ω_min＜ω_P＜ω_max，说明被动检测的结果不正确，此时DSP发出PWM波驱动断路控制器，将分布式发电系统从电网切除；否则，说明被动检测的结果是正确的，执行步骤6；

步骤6：分布式发电系统处于孤岛运行状态，利用通讯单元与上位机进行远程通讯，向操作人员提示系统已从电网切除；

步骤7：储存在数据储存单元的数据通过显示单元进行分布式发电系统的状态显示，向系统检修人员提供检修依据；