分布式发电系统及其孤岛检测方法、装置、变流器制造方法及图纸

本申请公开了一种孤岛检测方法，所述孤岛检测方法包括：控制投切模块关断,以实现由多个电容器组成的电容器模块与分布式发电系统的公共连接点的断开；控制投切模块闭合,以实现由多个电容器组成的电容器模块与分布式发电系统的公共连接点的连接；获取所述公共连接点处阻抗值；将阻抗值与阻抗阈值进行比较，若阻抗值大于阻抗阈值且持续时间超过预设时长，则判断发生孤岛效应。本申请还分别公开了一种孤岛检测装置、并网变流器和分布式发电系统，能快速准确的检测到孤岛效应的发生，基本消除检测盲区，避免增加谐波含量以及降低系统内并网设备的发电效率。

【技术实现步骤摘要】
分布式发电系统及其孤岛检测方法、装置、变流器
本申请涉及并网发电
，尤其涉及一种分布式发电系统以及应用到该分布式发电系统中的孤岛检测方法、装置、变流器。
技术介绍
在现有的供电系统中，当电网因为故障等原因中断供电时，整个系统将与周围负载等形成一个与电网脱节的孤岛。如果供电系统中还存在并网变流器或者其他并网发电设备，就有可能导致设备的损坏并威胁到工作人员的人身安全，因此当孤岛状态发生时必须能够迅速检测。传统的孤岛检测手段分为被动式和主动式两种。被动式检测主要是对供电系统中公共连接点（PointofCommonCoupling，下文简称PCC）电压或频率的变化进行孤岛效应判断。利用电网断电时检测点电压、频率、相位或谐波的变化进行孤岛效应判断。但如果孤岛发生时系统内的并网发电设备输出功率与负载功率匹配，被动式检测方法将失去孤岛检测能力，因而存在较大的检测盲区。主动式孤岛检测方法是指向电网内注入某种干扰信号，使其输出功率、频率或相位存在一定的扰动。电网正常工作时，由于电网的平衡作用，这些扰动不会对检测端产生影响。一旦电网出现故障，这些扰动将快速累积并在检测端反应出来，从而可以判断孤岛状态。该方法检测精度高，检测盲区小，但是控制相对复杂。例如在并网发电设备中采用主动式的扰动电流注入法，导致变流器输出电流谐波含量增加，而且降低了系统内并网设备发电的效率。
技术实现思路
有鉴于此，本申请目的在于提供一种孤岛检测装置、变流器和分布式发电系统，能快速准确的检测到孤岛效应的发生，基本消除检测盲区，避免增加谐波含量以及降低系统内并网设备的发电效率。为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：本申请提供了一种孤岛检测方法，所述孤岛检测方法包括：控制投切模块关断,以实现由多个电容器组成的电容器模块与分布式发电系统的公共连接点的断开；控制投切模块闭合,以实现由多个电容器组成的电容器模块与分布式发电系统的公共连接点的连接；获取所述公共连接点处阻抗值；将阻抗值与阻抗阈值进行比较，若阻抗值大于阻抗阈值且持续时间超过预设时长，则判断发生孤岛效应。进一步地，获取所述公共连接点处阻抗值包括：获取投切模块关断期间公共连接点处电压基波矢量在旋转dq坐标系下dq分量值，即d轴分量值Vd1和q轴分量值Vq1；获取投切模块闭合期间公共连接点处电压基波矢量在旋转dq坐标系下dq分量值，即d轴分量值Vd2和q轴分量值Vq2；根据所述投切模块关断期间获得的公共连接点处电压基波矢量在旋转dq坐标系下dq分量值、以及投切模块闭合期间获得的公共连接点处电压基波矢量在旋转dq坐标系下dq分量值来计算公共连接点处阻抗值。进一步地，获取所述公共连接点处电压基波矢量在旋转dq坐标系下dq分量值包括：获取公共连接点处电压瞬时值；对所述公共连接点处电压瞬时值进行clark变换和park变换得到旋转dq坐标系下三相合成电压矢量的分量Vdx和Vqx；对所述旋转dq坐标系下三相合成电压矢量的分量Vdx和Vqx分别进行周期平均来计算所述公共连接点处电压基波矢量在旋转dq坐标系下dq分量值，即n为正整数。进一步地，所述投切模块关断期间至少为一个电网周期；所述投切模块闭合期间至少为一个电网周期；在投切模块关断期间的中间段获取所述投切模块关断期间公共连接点处电压基波矢量在旋转dq坐标系下dq分量值，即d轴分量值Vd1和q轴分量值Vq1；在投切模块闭合期间的中间段获取所述投切模块闭合期间公共连接点处电压基波矢量在旋转dq坐标系下dq分量值，即d轴分量值Vd2和q轴分量值Vq2。进一步地，所述孤岛检测方法还包括：获取公共连接点处电压基波幅值，并与设定电压范围进行比较，若所述公共连接点处电压基波幅值超出设定电压范围且持续时间超过预设时长，则判断发生孤岛效应；和/或，获取公共连接点处电压频率，并与设定频率范围进行比较；若所述公共连接点处电压频率超出设定频率范围且持续时间超过预设时长，则判断发生孤岛效应。本申请还提供了一种孤岛检测装置，所述孤岛检测装置包括：由多个电容器组成的电容器模块；投切模块，所述投切模块的一端与所述电容器模块相连、另一端与分布式发电系统的公共连接点相连；控制模块，所述控制模块控制投切模块闭合和关断来实现电容器模块与公共连接点的连接与断开；阻抗获取模块，用来获取公共连接点处阻抗值；阻抗判断模块，用来将所述阻抗获取模块获得的阻抗值与阻抗阈值进行比较，若所述阻抗获取模块获得的阻抗值大于阻抗阈值且持续时间超过预设时长，则判断孤岛效应发生。进一步地，所述阻抗获取模块包括：第一电压获取单元，用来获取投切模块关断期间公共连接点处电压基波矢量在旋转dq坐标系下dq分量值，即d轴分量值Vd1和q轴分量值Vq1；第二电压获取单元，用来获取投切模块闭合期间公共连接点处电压基波矢量在旋转dq坐标系下dq分量值，即d轴分量值Vd2和q轴分量值Vq2；阻抗计算单元，用来根据所述第一电压获取单元获得的dq分量值和所述第二电压获取单元获得的dq分量值来计算公共连接点处阻抗值。进一步地，所述孤岛检测装置还包括：频率获取模块，用来获取公共连接点处电压频率；电压判断模块和/或频率判断模块，所述电压判断模块用来将公共连接点处电压基波幅值与设定电压范围进行比较，若公共连接点处电压基波幅值超出设定电压范围且持续时间超过预设时长时判断发生孤岛效应；所述频率判断模块用来将公共连接点处电压频率与设定频率范围进行比较，若所述公共连接点处电压的频率超出设定频率范围且持续时间超过预设时长时判断发生孤岛效应。本申请还提供了一种并网变流器，所述并网变流器包括上述的孤岛检测装置。本申请又提供了一种分布式发电系统，包括并网变流器、为并网变流器提供电源的输入源、连接在并网变流器输出侧与电网之间的并网开关、位于并网变流器与并网开关之间的公共连接点、以及连接在公共连接点处的负载，所述分布式发电系统还包括上述的孤岛检测装置，需要说明的是，所述孤岛检测装置即可以作为独立的装置，也可以集成在并网逆变器中。从上述的技术方案可以看出，本申请通过在分布式发电系统的公共连接点处周期性地投切电容器模块，比较公共连接点处阻抗值与阻抗阈值的大小，若公共连接点处阻抗值大于阻抗阈值，则判断发生孤岛效应。电网正常的情况下，公共连接点处阻抗等效于电网阻抗与系统内发电设备和负载的阻抗的并联，由于电网阻抗非常小，因此公共连接点处阻抗非常小；当电网故障、发生孤岛效应时，系统的阻抗等效于系统内发电设备和负载的阻抗，因此公共连接点处阻抗会显著增加；利用周期性地投切电容器模块引起的公共连接点处电压的变化计算公共连接点处阻抗，通过将获得的阻抗值与阻抗阈值进行比较，若阻抗值大于阻抗阈值，即可快速准确判断出孤岛效应的发生；克服了被动式检测方案存在较大检测盲区的缺陷，避免了谐波含量的增加以及系统内并网设备发电效率的降低。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种孤岛检测方法，其特征在于，所述孤岛检测方法包括：控制投切模块关断,以实现由多个电容器组成的电容器模块与分布式发电系统的公共连接点的断开；控制投切模块闭合,以实现由多个电容器组成的电容器模块与分布式发电系统的公共连接点的连接；获取所述公共连接点处阻抗值；将阻抗值与阻抗阈值进行比较，若阻抗值大于阻抗阈值且持续时间超过预设时长，则判断发生孤岛效应。

【技术特征摘要】
1.一种孤岛检测方法，其特征在于，所述孤岛检测方法包括：控制投切模块关断,以实现由多个电容器组成的电容器模块与分布式发电系统的公共连接点的断开；控制投切模块闭合,以实现由多个电容器组成的电容器模块与分布式发电系统的公共连接点的连接；获取所述公共连接点处阻抗值；将阻抗值与阻抗阈值进行比较，若阻抗值大于阻抗阈值且持续时间超过预设时长，则判断发生孤岛效应；获取所述公共连接点处阻抗值包括：获取投切模块关断期间公共连接点处电压基波矢量在旋转dq坐标系下dq分量值，即d轴分量值Vd1和q轴分量值Vq1；获取投切模块闭合期间公共连接点处电压基波矢量在旋转dq坐标系下dq分量值，即d轴分量值Vd2和q轴分量值Vq2；根据所述投切模块关断期间获得的公共连接点处电压基波矢量在旋转dq坐标系下dq分量值、以及投切模块闭合期间获得的公共连接点处电压基波矢量在旋转dq坐标系下dq分量值来计算公共连接点处阻抗值。2.根据权利要求1所述的孤岛检测方法，其特征在于，获取所述公共连接点处电压基波矢量在旋转dq坐标系下dq分量值包括：获取公共连接点处电压瞬时值；对所述公共连接点处电压瞬时值进行clark变换和park变换得到旋转dq坐标系下三相合成电压矢量的分量Vdx和Vqx；对所述旋转dq坐标系下三相合成电压矢量的分量Vdx和Vqx分别进行周期平均来计算所述公共连接点处电压基波矢量在旋转dq坐标系下dq分量值，即n为正整数。3.根据权利要求1或2所述的孤岛检测方法，其特征在于，所述投切模块关断期间至少为一个电网周期；所述投切模块闭合期间至少为一个电网周期；在投切模块关断期间的中间段获取所述投切模块关断期间公共连接点处电压基波矢量在旋转dq坐标系下dq分量值，即d轴分量值Vd1和q轴分量值Vq1；在投切模块闭合期间的中间段获取所述投切模块闭合期间公共连接点处电压基波矢量在旋转dq坐标系下dq分量值，即d轴分量值Vd2和q轴分量值Vq2。4.根据权利要求3所述的孤岛检测方法，其特征在于，所述孤岛检测方法还包括：获取公共连接点处电压基波幅值，并与设定电压范围进行比较，若所述公共连接点处电压基波幅值超出设定电压范围且持续时间超过预设时长，则判断发生孤岛效应；和/或，获取公...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡超，赵为，
申请(专利权)人：阳光电源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34