[发明专利]一种改进的无功功率扰动孤岛检测算法

权利要求书

1.一种改进的无功功率扰动孤岛检测算法，其特征在于：它包括以下步骤：

步骤1)：孤岛发生时，检测PCC点电压正向过零，此时基于无功功率参考值的扰动量Q_dis与PCC点电压频率稳定值f_i之间的关系如下式所示：

式中，△f为PCC处孤岛稳定频率在无功功率扰动量施加前后的差值；

步骤2)：加入周期性无功扰动量，为了降低周期性无功扰动量对并网电能质量的影响，同时电网可能在正常工作时因负载投切而产生频率波动(±0.1Hz)，为避免产生误判，在正常状态时，周期性无功扰动量如下式所示：

Q_ref1为周期性无功功率小扰动量；Q_dis1、Q_dis2分别为周期性无功功率负扰动量和周期性无功功率正扰动量；

步骤3)：检测PCC点电压幅值和频率，满足以下四个条件中的一个，即可根据PCC处电压幅值或电压频率来判断是否发生孤岛，四个条件如下：

f_i>50.5Hz

f_i<49.5Hz

U_PCCi>1.10U_N

U_PCCi<0.88U_N

其中U_PCCi为孤岛发生后PCC点电压幅值；f_i为孤岛发生后PCC点电压频率；

步骤4)：如果孤岛发生后，PCC点电压频率49.5Hz≤f_i≤50.5Hz，则设置一个扰动量转换判据，通过扰动量转换判据，根据本地负载性质，实现单向大扰动，并且扰动量随着频率变化而快速增大，从而触发孤岛保护装置。

2.如权利要求1所述的改进的无功功率扰动孤岛检测算法，其特征在于：所述步骤2)中在电网正常运行时，由于存在响应时间，特别是RLC负载时达到新的稳态需要一定的时间，为避免一次扰动后未能及时检测出孤岛，Q_dis1和Q_dis2的周期性小扰动量的正负扰动时间分别为100ms，扰动周期为1s。

3.如权利要求1所述的改进的无功功率扰动孤岛检测算法，其特征在于：所述步骤4)中的扰动量转换判据设置步骤如下：

S1：为了精确地得到正负无功扰动对孤岛系统频率的影响，定义△F为频率偏移总量，△F可如式得到：

式中：N表示采样总次数，N＝T_dis/T_s，其中T_dis为正或负扰动量施加时间，T_s为采样时间，△f_n为第n次采样时PCC处瞬时频率与电网正常运行时频率之差，△f_n＝f_i-50；

S2：定义系统正向无功功率扰动所引起的频率偏移总量为△F₁，反向无功功率扰动所引起的频率偏移总量为△F₂，若△F₁或△F₂大于预设频率偏移总量△F_thr，则继续比较△F₁和△F₂的大小；

S3：若△F₁>△F₂，则表明负载谐振频率f_r<50Hz，系统仅需增大正向的扰动量即可快速检测出孤岛；若△F₁≤△F₂，则表明负载谐振频率f_r≥50Hz，系统仅需增大负向的扰动量即可快速检测出孤岛，因此，无功扰动量可修改为如下式所示：

式中：k为单向扰动系数，取值1.10；△f为PCC处频率与电网正常运行时频率之差；在考虑启动参数方面，△F_thr取值为0.1Hz。