一种快速可靠的低电压穿越判定方法技术

本发明专利技术公开了一种快速可靠的低电压穿越判定方法，所述方法采用三相电压瞬时值对应的正序电压d轴分量结合来进行判定，式中为电网电压瞬时值的d轴正序分量，为电三相电网电压瞬时值的d轴负序分量，为常数；当计算出小于或者值小于时，判定电网电压发生了跌落，当低电压穿越发生时，本发明专利技术的方法所用时间较短，从而使逆变器迅速动作，提高了光伏发电系统的快速性。

【技术实现步骤摘要】
一种快速可靠的低电压穿越判定方法
本专利技术属于新能源发电领域，尤其涉及一种光伏逆变器和风机变流器的低电压穿越的判定方法。
技术介绍
《国家电网公司光伏电站接入电网技术规定》和《国家电网公司风电场接入电网技术规定》中对光伏发电站和风电场的低电压穿越要求如下：大型和中型光伏电站或风电场应具备一定的耐受电压异常的能力，避免在电网异常时脱网，引起电网电源的损失。当并网点在图1中电压轮廓线以下时，允许光伏电站或者风电场停止向电网线路送电。参考图1，UL0为运行的最低电压限制，取0.9倍额定电压，UL1为需要耐受的电压下限，T1为电压跌落到UL1时需要保持并网的时间，T2为电压跌落到UL0时需要保持并网的时间。光伏电站接入标准中，UL0取0.9倍额定电压，UL1取0.2倍额定电压，T1取1s，T2取3s；风电场接入标准中，UL0取0.9倍额定电压，UL1取0.2倍额定电压，T1取0.625s，T2取3s。现有的低电压穿越判定方法为判定三相电压的幅值是否低于0.9倍额定电压，但是此种方法需要至少需要一个工频周期的电压信息，才能计算出三相电压的额定值，因此时间上至少滞后0.02s，使系统在电压异常时的快速性受到限制。传统的跌落方式判断中，依据瞬时值进行判断时，快速性要求能达到要求，但是在浅度跌落时(90％不平衡跌落以及80％不平衡跌落)由于发生误判的概率较大，从而影响低电压穿越算法的运行及电网的质量。另有中国专利公布号为：CN102854421A，公布日为2013.1.2公开了一种光伏逆变器低电压穿越的快速判定方法，所述方法采用公式U＝Ua*Ua+Ub*Ub+Uc*Uc进行计算，式中Ua，Ub，Uc分别为A,B,C三相电网电压瞬时值，根据计算得到的U值来判断：当计算出U值小于阈值U1时，判定电网电压发生了跌落；当计算出U值小于阈值U2时，则判定电网电压低于需要耐受的电压下限，逆变器断开电网，停止运行。该种判断方法由于是采用瞬时值进行判断，判断的及时性基本满足要求，但是容易出现误判，比如电网出现谐波含量较大时，或者电网电压出现闪变和跳变时，均会出现误判的现象，同时浅度跌落时容易出现误判，判断精度不高，本文所述专利能完全克服此类误判现象。
技术实现思路
本专利技术为了克服系统在电网电压异常情况的处理快速性和准确性上的制约，缩短判定的时间以及提高判据的准确性，提出一种快速可靠的低电压穿越判定方法，减少了系统处于浅度跌落时误判。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种快速可靠的低电压穿越判定方法，其特征在于：所述方法采用三相电压瞬时值对应的正序电压d轴分量结合来进行判定，式中为电网电压瞬时值的d轴正序分量，为电三相电网电压瞬时值的d轴负序分量，C为常数；当计算出小于eth或者U值小于Uth时，判定电网电压发生了跌落，光伏逆变器系统能准确且快速地做出动作。进一步的，eth和Uth为跌落至正常运行的最低限制时，根据上述公式计算出来的阈值。进一步的，eth和Uth为电网电压单相跌落至额定电压的0.9倍时计算出来的阈值。进一步的，跌落判据采用eth和Uth相结合的方式，两个判据条件采用或的方式，可避免在不平衡的浅度跌落时发生误判。进一步的，在值小于eth或者U小于Uth时，光伏逆变器进入低电压穿越控制算法，进行低电压穿越控制，继续并网发电。进一步的，电网电压跌落分为单相不对称跌落、两相不对称跌落、三相对称跌落。进一步的，电网电压跌落的检测时间一个控制周期为200us。本专利技术具有以下优点：当低电压穿越发生时，本专利技术的方法所用时间较短，从而使逆变器迅速动作，提高了光伏发电系统的快速性；而公布号为：CN102854421A的专利，在电网谐波较大、电压出现闪变或者跳变的情况下，容易出现误判，同时在浅度跌落时，判断的精度不够，本专利技术克服了此类问题，提高了系统判定的稳定性。附图说明图1为本专利技术中国家电网公司对大中型光伏电站和风电场并网点接入的要求规定示意图。图2为本专利技术中电网电压的采集及处理流程。图3为本专利技术的A相电网电压在1秒处发生不对称跌落至0.9倍额定电压时的值、U值以及值的示意图，黑色细实线代表值、黑色粗虚线代表U值、黑色粗实线代表值，C取值为5。图4为本专利技术的A、B、C三相电网电压对称跌落至0.9倍额定电压时的值、U值、值的示意图，黑色细实线代表值、黑色粗虚线代表U值、黑色粗实线代表值，C取值为5。具体实施方式实施例1一种快速可靠的低电压穿越判定方法，参考图2，通过电网电压采集电路和电压处理电路，将电压信号送入数字处理器的AD转换单元，采集到三相电网电压的瞬时值。原理如下：电网电压采集电路将电网电压(大电压)转换成小电压信号，电压处理电路将小电压信号处理通过运算放大器、跟随器、电阻、电容，以提高采样阻抗，提高带负载的能力；采用电阻电容组成的一阶低通滤波器和二阶巴特斯沃低通滤波器，可得到较为平滑的电网电压采样信号(0V—3V的小电压)；将采样输出信号送入数字处理器的AD转换管脚，进行瞬时值的计算。通过外部电路将三相电压采集到数字处理器后，得到三相瞬时值Ua、Ub、Uc，电压量可分解为正序EP、负序EN和零序E0，在没有中性点的系统中，系统可分解为正序和负序两个对称分量，即E0＝0，本专利技术专利基于无中性点的系统。参考式(1),式中将三相电网电压瞬时值分解为正序电压和负序电压之和的形式，ea、eb、ec分别代表三相电网电压瞬时值，分别为电网相电压正序、负序基波峰值。参考式(2)，ed、eq分别为电网电压的dq轴分量，分别代表电网电压正负序的dq分量。式2表明，电网电压d轴分量由两部分组成，第一步部分为直流量，第二部分为100HZ交流量。电网电压跌落分为三相对称跌落和三相不对称跌落，三相不对称跌落分为单相不对称跌落和两相不对称跌落。当三相对称跌落发生时，正序d轴分量减小，因此ed中的会迅速减小至一直流量，如图3所示；三相不对称跌落时，电网电压d轴出现负序分量正序d轴分量减小，因此ed中的会迅速减小至一直流量。实际上，由于受电网的跌落方式差异和采样误差等的影响，电网在跌落瞬间，该直流量会出现微小波动，在判断浅度跌落时，出现误判几率较大，结合进行判断，可解决这一问题。电网三相对称跌落时，保持不变，迅速减小至一定值，则U迅速减小至一定值；电网三相不平衡跌落时，迅速增大至一定值，迅速减小至一定值，则U迅速减小至一个定值。参见图4，为A、B、C三相电网(平衡跌落)在0.1秒跌落至0.9倍额定电压时的值，参考图3，为A相电网(平衡跌落)在0.1秒处跌落至0.9倍额定电压时的值，此时数字处理器可以再一个控制周期200us内检测到和U值得变化，将执行低电压穿越逻辑控制算法，并使逆变器做出相应动作。当跌落深度更深时，此时对应的值与阈值的差更大，更加容易判断。本专利技术采用电网电压正序d轴分量与相结合的方法进行判据，两判据条件之间为或的关系，该判据条件计算简单，并且在工程上易于实施。具体计算方法：通过电网电压采集电路，A/D转换单元，将三相电网电压的瞬时值采集到数字处理器中，将三相电压瞬时值通过坐标变换方式转换到d‐q坐标系下，按照公式2原理将电压矢量分解成正负序分量下的d‐q轴分量，得到正序d轴分量，并通过公式3计算得到U值。计算出平衡跌落和不平衡跌本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快速可靠的低电压穿越判定方法，其特征在于：所述方法采用三相电压瞬时值对应的正序电压d轴分量结合来进行判定，式中为电网电压瞬时值的d轴正序分量，为电三相电网电压瞬时值的d轴负序分量，为常数；当计算出小于或者值小于时，判定电网电压发生了跌落。

【技术特征摘要】
1.一种快速可靠的低电压穿越判定方法，其特征在于：所述方法采用三相电压瞬时值对应的正序电压d轴分量结合来进行判定，式中为电网电压瞬时值的d轴正序分量，为电三相电网电压瞬时值的d轴负序分量，C为常数；当计算出小于eth或者U值小于Uth时，判定电网电压发生了跌落；跌落判据采用eth和Uth相结合的方式，两个判据条件采用或的方式；eth和Uth为跌落至正常运行的最低限制时，根据上述公式计算出来的阈值。2.根据权利要求1所述的快速可靠的低电压穿越判定方法，其特征在于：eth...

【专利技术属性】
技术研发人员：张跃火，闵泽生，陈建国，蒋驰雷，徐纯科，陈辉，
申请(专利权)人：四川东方电气自动控制工程有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51