[发明专利]电网电压骤变的快速检测方法

说明书

技术领域

本发明属于分布式发电监测技术领域，尤其涉及一种电网电压骤变的快速检测方法。

背景技术

随着风电装机容量在系统中所占比例增加，风电场的运行对系统稳定性的影响将不容忽视。同时电网发生电压跌落也会给风电机组带来一系列暂态影响，如出现过电压、过电流或转速上升等问题，严重危害风机本身及其控制系统的安全运行。旧的并网规程允许风电机组在电网电压暂降低于80％的标称电压时退出运行。近年来，随着风力发电机组数量不断增加，风电场直接接入电网，在电网电压深度跌落时，大量风力发电机组退出运行可能导致电网电压崩溃，从安全稳定角度考虑，大量的风电机组再从电网解列已经是不可接受的了。如图1所示为国家电网公司试行的低电压穿越的技术要求示意图，A区域内不允许风力发电机从电网解列，B区域内则允许风力发电机从电网解列。自2004年以来，德国，美国及欧洲其它国家和中国等国家相继提出了并网风电机组的低电压穿越要求。为此，电网电压故障的快速准确检测，可为风电机组实现低电压穿越提供更及时、准确的检测判断条件。

微电网（Micro-Grid）也译为微网，是一种新型网络结构，是一组微电源、负荷、储能系统和控制装置构成的系统单元。微电网是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。在正常情况下微电网并网运行，由大电网提供刚性的电压和频率支撑，微电网内部为分布式电源，简称微源MS（Micro-Grid Power Source）工作在电压源(Voltage Source，VS)或电流源(Current Source，CS)状态，在能量管理系统或本地的控制下，调整各自功率输出。当大电网出现电压骤升、骤降、不平衡和谐波等电能质量问题或有计划检修时，微电网转入孤岛运行模式，此时的电压和频率由微网内部微源（MS）负责调节，电网故障消失后，微电网重新并入电网。为此，电网电压故障的快速准确检测，也可为微电网及时脱、并网运行提供准确的判断条件。

目前关于电网电压跌落检测的方法很多，但这些方法都不是很理想。文献（Naidoo R,Pillay P.A New Method of Voltage Sag and Swell Detection[J].IEEE Transactions on Power Delivery,2007,22(2):1056-1063.）指出有效值计算的实时性差，同时它不能很明确地给出凹陷起止时刻,更不能反映凹陷电压可能出现的相位跳变。文献（C.Hui-Yung,J.Hurng-Liahng,and H.Ching-Lien,Transient response of a peak voltage detector for sinusoidal signals,IEEE Transactions on Industrial Electronics,1992,39(1):74-79.）提出了峰值电压法，但是它存在半个周期的延时，且文献（Kai D,Cheng K W E,Xue X D,et al.A Novel Detection Method for Voltage Sags[C].2006 2th Intemational Conference on Power Electronics Systems and Applications,ICPESA,2006:251-256.）指出该方法容易受干扰。文献（Montero Hernanadez O C,Enjeti P N.A Fast Detection Algorithm Suitable for Mitigationof Numerous Power Quality Disturbances [J].IEEE Transactions on Industry Applications,2005,41(6):1684-1690.）提出了基波分量法，要求电压对称，否则会使计算结果产生误差。文献（N.S.Tunaboylu,E.R.Collins,Jr,and P.R.Chaney.Voltage disturbance evaluation using the missing voltage technique[J].Proceedings of the IEEE ICHGQP VIII,Athens,Greece,1998:577-582.）提出了“缺失电压法”，将期望的瞬时电压和实际的瞬时电压之间的差值作为凹陷补偿装置应补偿的电压，可解决凹陷的实时补偿问题。凹陷电压的幅值和相位的瞬时确定仍是需要解决的问题，不可能作到补偿容量的动态控制。