[发明专利]一种简单的微电网孤岛检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及分布式发电、微电网技术领域，特别涉及一种微电网孤岛的检测方法。

背景技术

微电网的孤岛运行是指在大电网因故障或其他原因失电后，微电网脱离大电网，形成一个自持供电的孤岛向网内的本地负载供电的状态。微电网的非计划孤岛运行会给电力系统的安全稳定运行带来一系列问题。比如影响电力设备和本地负载的正常工作、甚至损毁，以及危害到电力维修人员的生命安全。因此，研究微电网中的孤岛检测技术具有重要意义。

现有的孤岛检测方法主要分为三类：被动检测法、主动检测法和开关状态检测法。被动检测是通过采样PCC处的电压电流信号，通过监测电压、相位、频率及其变化率等来判断是否处于孤岛。该方法没有引入扰动量，不影响电能质量，但是检测盲区较大。主动检测一般采用频率扰动法，即通过在分布式电源的控制信号中注入频率扰动信号，通过反馈环节使孤岛发生后系统的相关电气量超出阈值，从而判定孤岛是否发生。主动检测法存在检测盲区较小，灵敏度高的优点。传统的扰频式主动检测法常见于分布式发电并网系统的孤岛检测中，如需应用于微电网系统，则需要配合各分布式电源独立的孤岛检测系统，形成微电网级的孤岛判断信号。因微电网中分布式电源往往存在功率等级差异，且安装位置各异，造成微电网孤岛判断信号的形成难以实现。开关状态检测是利用通信手段来检测断路器的开断状态，并在电网侧发出载波信号，根据这些信号来确定是否发生了孤岛。该方法不存在检测盲区，也不会对电能质量造成影响，但是基于通信通道，成本高，实施也较为复杂。因传统的主动检测法和开关状态检测法具有较高的实现难度，且所需成本较高，通过调研可知，目前大部分微电网产品或示范系统通常仅采用了被动式的孤岛检测方法。

被动式孤岛检测方法的实现依据为：当孤岛发生后，微电网内分布式发电单元的发电功率和本地负载所需功率会出现不匹配，必然导致系统电压、频率等发生偏移，通过对其进行检测可成功实现孤岛检测。然而，当分布式发电系统的发电容量和本地负载的额定容量相匹配时，PCC处的电压幅值和频率短时间内不会发生明显变化，因此，采用被动孤岛检测法存在较大的盲区，难以及时检测出孤岛状态，并及时切断微电网侧与电网链接的开关，达到保证电网检修人员安全的目的。

因此，急需一种简单易实现的微电网孤岛检测方法，并具有检测盲区小、检测速度快、检测成功率高的优点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是一种简单的微电网孤岛检测方法，以解决传统被动式孤岛检测存在较大盲区，而传统扰频式主动检测方法实现困难的问题。

本发明提出一种简单的微电网孤岛检测方法，包括以下步骤：

1)检测PCC点处的电压幅值和频率，若超过设定阈值则判断孤岛发生，否则转入步骤2)；

2)对微电网中的储能逆变器进行控制，向电网注入一个恒定的、幅值较小的无功功率Q_h；

3)对电网侧电流进行检测，若检测到电流为零，则判断孤岛发生；若检测到电流不为零，则判断孤岛未发生。

进一步，所述无功功率Q_h不超过储能逆变器额定功率的1％。

本发明的有益效果：

本发明简单的微电网孤岛检测方法，通过对微电网中的储能逆变器进行控制，向电网注入一个幅值较小的无功功率并对并网电流进行检测，通过其检测到的电网侧电流的大小来快速而准确地检测孤岛状态是否发生；该方法简单易行，检测速度快，无检测盲区，也不会对电网质量造成影响。

附图说明

图1为微电网并网等效示意图，其中本地负载由RLC负载组成。当断路器1闭合，断路器2断开时，孤岛发生。P和Q分别为逆变器输出的有功功率和无功功率，P_L和Q_L分别为RLC负载消耗的有功功率和无功功率，P_G和Q_G分别为电网向负载所提供的有功功率和无功功率。

图2为并网逆变器的P/Q控制框图。

图3微电网孤岛检测流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

本实施例简单的微电网孤岛检测方法，包括以下步骤：

1)检测PCC点处的电压幅值和频率，若超过设定阈值则判断孤岛发生，否则转入步骤2)；

2)对微电网中的储能逆变器进行控制，向电网注入一个恒定的、幅值较小的无功功率Q_h；

3)对电网侧电流进行检测，若检测到电流为零，则判断孤岛发生；若检测到电流不为零，则判断孤岛未发生。