一种基于特定频率母线电压正反馈的直流孤岛检测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110376483A(43)申请公布日2019.10.25(21)申请号201910586183.2(22)申请日2019.07.01(71)申请人浙江大学地址310058浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号(72)发明人李武华黄庆辉李楚杉杨贺雅顾小卫陈敏杨欢何湘宁(74)专利代理机构杭州求是专利事务所有限公司33200代理人郑海峰(51)Int.Cl.G01R31/08(2006.01)G01R31/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图4页(54)发明名称一种基于特定频率母线电压正反馈的直流孤岛检测方法(57)摘要本发明公开了一种基于特定频率母线电压正反馈的直流孤岛检测方法，主要由三个部分组成：包括特定频率母线电压分量提取环节、特定频率扰动量注入环节、直流孤岛判断环节；特定频率母线电压分量提取环节与特定频率扰动量注入环节在功率管理单元控制环路中构成正反馈机制；直流电网并网模式下，由于电压管理单元对母线的控制作用使得正反馈机制失效，母线电压保持稳定；直流电网孤岛模式下，功率管理单元在正反馈机制作用下使母线电压产生特定频率的自激振荡；直流孤岛判断环节根据特定频率母线电压分量的变化趋势以及大小判断系统是否处于孤岛模式；本方法能够快速检测出直流孤岛的发生，且可以消除无源孤岛方法的检测盲区。CN110376483ACN110376483A权利要求书1/2页1.一种基于特定频率母线电压正反馈的直流孤岛检测方法，其特征在于，包括特定频率母线电压分量提取环节、特定频率扰动量注入环节、直流孤岛判断环节：步骤一，特定频率母线电压分量提取环节直流系统中的功率管理单元实时采集母线电压信息送入带通滤波器，获取母线电压中特定频率分量，所述的带通滤波器为单位增益谐振放大器；所述的特定频率为单位增益谐振放大器的谐振频率；步骤二，特定频率扰动量注入环节将母线电压中特定频率分量送入比例放大器获取扰动分量，将扰动分量叠加至变流器控制内环指令值中，或将扰动分量叠加至变流器控制外环指令值中，进而在变流器的控制环路上形成特定频率母线电压正反馈；步骤三，直流孤岛判断环节根据母线电压中特定频率分量变化趋势来判断直流孤岛是否发生，若母线电压中特定频率分量持续增加且超过设定阀值，则判断系统处于孤岛运行模式，若母线电压中特定频率分量低于设定阀值或持续减少，则判断系统处于并网运行模式；直流电网处于孤岛模式时，由于缺少电压管理单元，特定频率母线电压正反馈使得母线电压出现特定频率震荡，而并网模式时，电压管理单元使正反馈失效，使得母线电压保持稳定。2.根据权利要求1所述的一种基于特定频率母线电压正反馈的直流孤岛检测方法，其特征在于单位增益谐振放大器的谐振频率的选取方法为：扰动分量至母线电压的传递函数的幅值增益在孤岛模式下以k2(f)表示，扰动分量至母线电压的传递函数的幅值增益在并网模式下以k1(f)表示，定义其差值G＝k2(f)-k1(f)，取G的最大值对应的频率f0为单位增益谐振放大器的谐振频率。3.根据权利要求1所述的一种基于特定频率母线电压正反馈的直流孤岛检测方法，其特征在于孤岛模式下，k2(f)在f0处对应的幅值增益k2(f0)与比例放大环节系数kP乘积要大于1；并网模式下，k1(f)在f0处对应的幅值增益k1(f0)与比例放大环节系数kP乘积要小于1。4.根据权利要求1所述的一种基于特定频率母线电压正反馈的直流孤岛检测方法，其特征在于直流孤岛判断环节中检测阀值选取为母线额定电压的5％。5.根据权利要求1所述的一种基于特定频率母线电压正反馈的直流孤岛检测方法，其特征在于所述的将扰动分量叠加至变流器控制内环指令值中，具体为：将扰动分量叠加至变流器控制内环电流指令值产生新的控制指令，新的控制指令送入电流控制内环。6.根据权利要求1所述的一种基于特定频率母线电压正反馈的直流孤岛检测方法，其特征在于所述的扰动分量叠加至变流器控制外环指令值中，具体为：将扰动分量叠加至变流器控制外环功率指令值产生新的控制指令，新的控制指令送入功率控制外环。7.根据权利要求1所述的一种基于特定频率母线电压正反馈的直流孤岛检测方法，其特征在于所述的扰动分量叠加至变流器控制外环指令值中，具体为：将扰动分量叠加至光伏变流器控制外环电压指令值产生新的控制指令，新的控制指令送入电压控制外环。8.根据权利要求1所述的一种基于特定频率母线电压正反馈的直流孤岛检测方法，其特征在于所述的扰动分量叠加至变流器控制外环指令值中，具体为：将扰动分量叠加至风2CN110376483A权利要求书2/2页机变流器控制外环扭矩指令值产生新的控制指令，新的控制指令送入扭矩控制外环。3CN110376483A说明书1/5页一种基于特定频率母线电压正反馈的