[发明专利]具备VSG特征的并网变流器及其孤岛判别方法与装置

说明书

本发明涉及具备VSG特征的并网变流器及其孤岛判别方法与装置，本发明针对采用VSG技术的并网变流器，采用电网侧的电压扰动方法，对电网电压进行小幅度的正向电压扰动或负向电压扰动，并将扰动后的电压作为并网变流器的输出电压给定参考值，当电压持续扰动后的电网侧电压大于第一电压阈值或小于第二电压阈值时，判定发生孤岛。本发明可以快速识别出孤岛现象，并且每次进行扰动的电压很小，不影响对电网系统的稳定性和可靠性。

技术领域

本发明属于智能电网技术领域，具体涉及具备VSG特征的并网变流器及其孤岛判别方法与装置。

背景技术

随着分布式电源渗透率的不断增加，电力系统中的旋转备用容量及转动惯量相对减少，这对电网的安全稳定运行带来了严峻挑战。近年来，虚拟同步发电机(VirtualSynchronous Generator，VSG)技术成为国内外学者的研究热点。VSG技术本质上就是将并网变流器的控制策略中植入传统同步发电机的下垂特性以及惯性和阻尼特性，进而可以参与电网的调压、调频，避免扰动情况下电压和频率的快速变化及系统振荡，具备了变流器的“电网友好型”特征和组网特性。

现有技术中，常规的并网变流器一般采用功率控制或直接电流控制，其主动式孤岛判别基本都是对并网逆变器的输出采用频移、功率扰动或谐波注入等方法，这类检测方法都是针对电流控制型的并网变流器。

而基于VSG技术的并网变流器在电网断开后，其仍保持电压源外特性，电压和频率都保持稳定，现有的频移或功率等引入扰动的检测方法因不能打破电网中电压或频率的平衡导致孤岛判别失效，因此需要一种主动孤岛判别方法对具有VSG特征的变流器进行孤岛检测。

发明内容

本发明的目的是提供一种具备VSG特征的并网变流器及其孤岛判别方法与装置，用于解决现有主动孤岛检测技术无法检测出具备VSG特征的并网变流器存在孤岛的问题。

为解决上述技术问题，本发明提出一种具备VSG特征的并网变流器孤岛判别方法，包括以下步骤：

所述具备VSG特征的并网变流器并网后，对电网侧电压进行持续的正向或负向电压扰动，并将每次正向或负向电压扰动后的电网侧电压值作为所述并网变流器的输出电压给定参考值，检测每次正向或负向电压扰动后的电网侧电压情况，当正向电压持续扰动后的电网侧电压大于设定的第一电压阈值时，或当负向电压持续扰动后的电网侧电压小于设定的第二电压阈值时，判定孤岛发生。

进一步，当正向或负向电压持续扰动后的电网侧电压恢复到正常运行状态的电压时，判定孤岛没有发生。

进一步，所述具备VSG特征的并网变流器在并网前，还包括将并网变流器输出侧电压与电网侧电压的幅值差和相位差进行预同步并网调整的步骤。

为解决上述技术问题，本发明还提出一种具备VSG特征的并网变流器孤岛判别装置，包括以下单元：

扰动单元：用于所述具备VSG特征的并网变流器在并网后，对电网侧电压进行持续的正向或负向电压扰动，将每次正向或负向电压扰动后的电网侧电压值作为所述并网变流器的输出电压给定参考值；

比较单元：用于比较采集的每次正向电压扰动后的电网侧电压和设定的第一电压阈值，或比较采集的每次负向电压扰动后的电网侧电压和设定的第二电压阈值；

判断单元：用于当正向电压持续扰动后的电网侧电压大于第一电压阈值时，或当负向电压持续扰动后的电网侧电压小于第二电压阈值时，判定孤岛发生。

进一步，还包括用于当正向或负向电压持续扰动后的电网侧电压恢复到正常运行状态的电压时，判定孤岛没有发生的单元。

进一步，还包括用于在将并网变流器输出侧电压与电网侧电压的幅值差和相位差进行预同步并网调整的单元。