一種孤島檢測方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請涉及電網(wǎng)監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種孤島檢測方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 孤島效應(yīng)，即當(dāng)電力公司的供電系統(tǒng)因故障事故或停電維修等原因停止工作時(shí)， 安裝在各個(gè)用戶端的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)未能及時(shí)檢測出停電狀態(tài)而不能迅速將自身切離 市電網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致由一個(gè)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)向周圍負(fù)載供電的一種電力公司無法掌控的自給 供電孤島現(xiàn)象。孤島效應(yīng)可能對整個(gè)配電系統(tǒng)設(shè)備及用戶端的設(shè)備造成不利的影響，如危 害電力維修人員的生命安全、影響配電系統(tǒng)上的保護(hù)開關(guān)動(dòng)作程序等；因此，必須及時(shí)檢測 出孤島效應(yīng)，
[0003] 以避免其危害。常用的孤島檢測方法包括主動(dòng)孤島檢測和被動(dòng)孤島檢測。
[0004] 主動(dòng)孤島檢測即控制逆變器，使其輸出的電流、頻率或者相位存在一定的擾動(dòng)，電 網(wǎng)正常時(shí)，由于電網(wǎng)的平衡作用，檢測不到這些擾動(dòng)，當(dāng)電網(wǎng)斷開時(shí)，逆變器輸出的這些擾 動(dòng)所帶來效果就會(huì)快速累積，最后使得電壓或者頻率超過允許范圍，從而檢測出孤島的發(fā) 生；該類方法雖然檢測精度高，但控制方法復(fù)雜，且增加的擾動(dòng)降低了逆變器輸出電能的質(zhì) 量。
[0005] 被動(dòng)孤島檢測即根據(jù)電網(wǎng)斷電時(shí)逆變器輸出端電壓，頻率的變化來進(jìn)行孤島效應(yīng) 檢測；該類方法存在較大的檢測盲區(qū)，如過/欠壓和過/欠頻檢測法，當(dāng)逆變器所帶的本地 負(fù)荷與其輸出功率接近于匹配時(shí)，則電壓和頻率的偏移將非常小甚至為零，無法檢測出孤 島。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 有鑒于此，本申請目的在于提供一種孤島檢測方法及裝置，以在不降低電能質(zhì)量 的前提下，降低孤島檢測的復(fù)雜度、提高檢測精度。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請?zhí)峁┤缦录夹g(shù)方案：
[0008] 一種孤島檢測方法，包括：
[0009] 對逆變器并網(wǎng)點(diǎn)的三相電壓進(jìn)行周期性采樣；
[0010] 根據(jù)所述三相電壓計(jì)算每個(gè)采樣周期內(nèi)所述并網(wǎng)點(diǎn)的實(shí)時(shí)電壓角度e;
[0011] 基于所述實(shí)時(shí)電壓角度e構(gòu)建一鎖相環(huán)，并根據(jù)所述鎖相環(huán)確定每個(gè)采樣周期 內(nèi)所述實(shí)時(shí)電壓角度9的同步電壓角度①avg;
[0012] 計(jì)算每個(gè)采樣周期內(nèi)所述實(shí)時(shí)電壓角度0和同步電壓角度〇avg之差，得到每個(gè) 采樣周期內(nèi)所述并網(wǎng)點(diǎn)的相位跳變值W;
[0013] 當(dāng)所述同步電壓角度〇avg大于2 時(shí)，計(jì)算所述相位跳變值W在一個(gè)循環(huán)檢測 周期內(nèi)的平均值Wavg;
[0014] 若所述相位跳變值的平均值大于預(yù)設(shè)跳變閾值，則判定孤島發(fā)生。
[0015] 優(yōu)選的，所述基于所述實(shí)時(shí)電壓角度0構(gòu)建一鎖相環(huán)，包括：
[0016] 對所述實(shí)時(shí)電壓角度和所述鎖相環(huán)輸出的鎖相角〇pll之差進(jìn)行PI調(diào)節(jié)；
[0017] 根據(jù)所述PI調(diào)節(jié)的輸出和電網(wǎng)額定參考頻率《3_計(jì)算每個(gè)采樣周期內(nèi)所述鎖相 環(huán)的鎖相頻率wpll;
[0018] 對所述鎖相頻率《pll進(jìn)行累加，得到所述鎖相角〇pll。
[0019] 優(yōu)選的，所述根據(jù)所述鎖相環(huán)確定每個(gè)采樣周期內(nèi)所述實(shí)時(shí)電壓角度0的同步 電壓角度①avg，包括：
[0020] 根據(jù)上一個(gè)循環(huán)檢測周期內(nèi)所述相位跳變值的平均值Wavg確定當(dāng)前循環(huán)檢測周 期內(nèi)所述同步電壓角度〇avg的初始值及所述鎖相頻率的平均值《avg;
[0021] 在所述同步電壓角度〇avg的初始值的基礎(chǔ)上，對所述鎖相頻率的平均值《^進(jìn) 行累加，得到所述同步電壓角度〇 avg。
[0022] 優(yōu)選的，所述根據(jù)上一個(gè)循環(huán)檢測周期內(nèi)所述相位跳變值的平均值wavg確定當(dāng)前 循環(huán)檢測周期內(nèi)所述同步電壓角度〇avg的初始值及所述鎖相頻率的平均值《avg，包括：
[0023] 判斷所述相位跳變值的平均值Wavg的絕對值是否大于預(yù)設(shè)更新閾值；
[0024] 如果是，則將上一個(gè)循環(huán)檢測周期內(nèi)的同步電壓角度〇avg與2 相減，得到當(dāng)前 循環(huán)檢測周期內(nèi)所述同步電壓角度〇avg的初始值，并將上一個(gè)循環(huán)檢測周期內(nèi)的鎖相頻率 的平均值《avg作為當(dāng)前循環(huán)檢測周期內(nèi)的鎖相頻率的平均值《avg;
[0025] 如果否，則將所述鎖相角〇pll作為當(dāng)前循環(huán)檢測周期內(nèi)所述同步電壓角度〇avg 的初始值，并對所述鎖相頻率《pll在一個(gè)工頻周期內(nèi)進(jìn)行累加及平均運(yùn)算，得到所述鎖相 頻率的平均值《 avg。
[0026] 優(yōu)選的，所述預(yù)設(shè)更新閾值為所述預(yù)設(shè)跳變閾值的0. 1~0.4倍。
[0027] 優(yōu)選的，所述根據(jù)所述三相電壓計(jì)算每個(gè)采樣周期內(nèi)所述并網(wǎng)點(diǎn)的實(shí)時(shí)電壓角度 Q，包括：
[0028] 對所述三相電壓進(jìn)行clarke坐標(biāo)變換，得到所述并網(wǎng)點(diǎn)電壓在兩相靜止坐標(biāo)系 的a軸分量和0軸分量；
[0029] 對所述a軸分量和卩軸分量進(jìn)行高通濾波，以過濾直流分量；
[0030] 根據(jù)濾波后的所述a軸分量和0軸分量計(jì)算所述并網(wǎng)點(diǎn)的實(shí)時(shí)電壓角度0。
[0031] 一種孤島檢測裝置，包括：
[0032] 采樣單元，用于對逆變器并網(wǎng)點(diǎn)的三相電壓進(jìn)行周期性采樣；
[0033] 實(shí)時(shí)電壓角度計(jì)算單元，用于根據(jù)所述三相電壓計(jì)算每個(gè)采樣周期內(nèi)所述并網(wǎng)點(diǎn) 的實(shí)時(shí)電壓角度9 ;
[0034] 同步電壓角度計(jì)算單元，用于基于所述實(shí)時(shí)電壓角度e構(gòu)建一鎖相環(huán)，并根據(jù)所 述鎖相環(huán)確定每個(gè)采樣周期內(nèi)所述實(shí)時(shí)電壓角度9的同步電壓角度〇avg;
[0035] 相位跳變值計(jì)算單元，用于計(jì)算每個(gè)采樣周期內(nèi)所述實(shí)時(shí)電壓角度e和同步電 壓角度〇avg之差，得到每個(gè)采樣周期內(nèi)所述并網(wǎng)點(diǎn)的相位跳變值w;
[0036] 相位跳變平均值計(jì)算單元，用于當(dāng)所述同步電壓角度〇avg大于2JI時(shí)，計(jì)算所述 相位跳變值W在一個(gè)循環(huán)檢測周期內(nèi)的平均值wavg;
[0037] 孤島判定單元，用于判斷所述相位跳變值的平均值是否大于預(yù)設(shè)跳變閾值，如果 是，則判定孤島發(fā)生。
[0038] 優(yōu)選的，所述同步電壓角度計(jì)算單元包括：鎖相環(huán)模塊和同步角度計(jì)算模塊；其 中，
[0039] 所述鎖相環(huán)模塊包括：
[0040] PI調(diào)節(jié)模塊，用于對所述實(shí)時(shí)電壓角度和所述鎖相環(huán)輸出的鎖相角〇pll之差進(jìn) 行PI調(diào)節(jié)，并輸出PI調(diào)節(jié)結(jié)果；
[0041] 鎖相頻率計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述PI調(diào)節(jié)結(jié)果和電網(wǎng)額定參考頻率《step計(jì)算每 個(gè)采樣周期內(nèi)所述鎖相環(huán)的鎖相頻率《 pll;
[0042] 鎖相角計(jì)算模塊，用于對所述鎖相頻率《pll進(jìn)行累加，得到所述鎖相角〇pll;
[0043] 所述同步角度計(jì)算模塊包括：
[0044] 初值確定模塊，用于根據(jù)上一個(gè)循環(huán)檢測周期內(nèi)所述相位跳變值的平均值Wavg確 定當(dāng)前循環(huán)檢測周期內(nèi)所述同步電壓角度〇avg的初始值及所述鎖相頻率的平均值《avg ;[0045] 累加計(jì)算模塊，用于在所述同步電壓角度〇avg的初始值的基礎(chǔ)上，對所述鎖相頻 率的平均值《^進(jìn)行累加，得到所述同步電壓角度〇avg。
[0046] 優(yōu)選的，所述初值確定模塊包括：
[0047] 更新判斷模塊，用于判斷所述相位跳變值的平均值Wavg的絕對值是否大于預(yù)設(shè)更 新閾值；
[0048] 第一初值確定模塊，用于當(dāng)所述第一判斷模塊的判斷結(jié)果為是時(shí)，將上一個(gè)循環(huán) 檢測周期內(nèi)的同步電壓角度〇avg與2JI相減，得到當(dāng)前循環(huán)檢測周期內(nèi)所述同步電壓角度 〇avg的初始值，并將上一個(gè)循環(huán)檢測周期內(nèi)的鎖相頻率的平均值《^作為當(dāng)前循環(huán)檢測周 期內(nèi)的鎖相頻率的平均值《 avg;
[0049] 第二初值確定模塊，用于當(dāng)所述第一判斷模塊的判斷結(jié)果為否時(shí)，將所述鎖相角 〇pll作為當(dāng)前循環(huán)檢測周期內(nèi)所述同步電壓角度〇avg的初始值，并對所述鎖相頻率《pll 在一個(gè)工頻周期內(nèi)進(jìn)行累加及平均運(yùn)算，得到所述鎖相頻率的平均值《 avg。
[0050] 優(yōu)選的，所述實(shí)時(shí)電壓角度計(jì)算單元包括：
[0051] 坐標(biāo)變換模塊，用于對所述三相電壓進(jìn)行clarke坐標(biāo)變換，得到所述并網(wǎng)點(diǎn)電壓 在兩相靜止坐標(biāo)系的a軸分量和0軸分量；
[0052] 高通濾波模塊，用于對所述a軸分量和3軸分量進(jìn)行高通濾波，以過濾直流分 量；
[0053] 實(shí)時(shí)角度計(jì)算模塊，用于根據(jù)濾波后的所述a軸分量和0軸分量計(jì)算所述并網(wǎng) 點(diǎn)的實(shí)時(shí)電壓角度9。
[0054] 從上述的技術(shù)方案可以看出，本申請通過將一個(gè)循環(huán)檢測周期內(nèi)并網(wǎng)點(diǎn)電壓相位 跳變值的平均值與預(yù)設(shè)跳變閾值進(jìn)行比較，當(dāng)所述相位跳變值的平均值大于所述預(yù)設(shè)跳變 閾值時(shí)判定發(fā)生孤島；該孤島檢測方法控制過程簡單，便于實(shí)現(xiàn)；在孤島發(fā)生后的一個(gè)循 環(huán)檢測周期內(nèi)即可檢測到，檢測效率高；不需要向逆變器的輸出加入擾動(dòng)量，不會(huì)對逆變器 的輸出電能質(zhì)量產(chǎn)生影響；根據(jù)相位跳變的平均值進(jìn)行判斷，排除了各種干擾因素，提高了 檢測精度；減小了檢測盲區(qū)。因此，本申請實(shí)施例解決了現(xiàn)有技術(shù)的問題。
【附圖說明】
[0055]為了更清楚地說明本申請實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 申請的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0056] 圖1為本申請實(shí)施例一提供的孤島檢測方法流程圖；
[0057] 圖2為本申請實(shí)施例二提供的孤島檢測方法流程圖；
[0058] 圖3為本申請實(shí)施例提供的孤島檢測方法中鎖相環(huán)示意圖；
[0059] 圖4為本申請實(shí)施例三提供的孤島檢測裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0060] 圖5為本申請實(shí)施例四提供的孤島檢測裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0061]圖6為本申請實(shí)施例四提供的故檢測裝置中同步電壓角度計(jì)算單元的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0062] 下面將結(jié)合本申請實(shí)施例中的附圖，對本申請實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本申請中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本申請保護(hù)的范圍。
[0063] 本申請實(shí)施例公開了一種孤島檢測方法及裝置，以在不降低電能質(zhì)量的前提下， 降低孤島檢測的復(fù)雜度、提高檢測精度。
[0064] 參照圖1，本申請實(shí)施例一提供的孤島檢測方法，包括如下步驟：
[0065] S1、對逆變器并網(wǎng)點(diǎn)的三相電壓進(jìn)行周期性采樣；
[0066] S2、根據(jù)所述三相電壓計(jì)算每個(gè)采樣周期內(nèi)所述并網(wǎng)點(diǎn)的實(shí)時(shí)電壓角度0 ;
[0067] 所述實(shí)時(shí)電壓角度e即并網(wǎng)點(diǎn)電壓的相位。
[0068] S3、基于所述實(shí)時(shí)電壓角度0構(gòu)建一鎖相環(huán)，并根據(jù)所述鎖相環(huán)確定每個(gè)采樣周 期內(nèi)所述實(shí)時(shí)電壓角度0的同步電壓角度〇 avg;
[0069] 同步電壓角度〇avg根據(jù)一基于0的鎖相環(huán)得到；電網(wǎng)穩(wěn)定情況下，〇avg和0接 近相等；當(dāng)電網(wǎng)電壓相位跳變時(shí)，由于鎖相環(huán)的作用〇avg會(huì)盡量表現(xiàn)為無相位跳變情況下 同時(shí)刻的電網(wǎng)電壓角度。<