孤岛检测方法、装置、存储介质及变流器系统与流程

本申请涉及电力，尤其涉及一种孤岛检测方法、装置、存储介质及变流器系统。

背景技术：

1、新能源发电正加速由辅助电源向主力电源转变。新型电力系统的“双高”(高比例新能源和高比例电力电子设备)特性改变了电力系统的稳定形态和运行特征，系统短路容量下降、惯量降低、阻尼缺失等问题为未来电力系统安全稳定运行带来挑战。随着构网控制技术理论研究的不断深入，当前业界已普遍认为构网型控制是保障新型电力系统安全稳定运行的一种可行性解决方案。

2、其中，构网型变流器因具备电压源输出特性既可运行在并网模式也可在孤岛模式下稳定运行且无需控制结构切换，故而在新型电力系统中受到广泛应用。然而，当非计划孤岛发生后，因构网型变流器的输出电压和频率较为稳定，采用传统方法可能无法检测到孤岛状态发生。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种孤岛检测方法、装置、存储介质及变流器系统，能够提高针对于构网型变流器孤岛检测的准确性。

2、第一方面，本申请提供了一种孤岛检测方法，所述方法包括：

3、实时监测构网型变流器在正常运行模式时的第一交流频率是否落入预设的第一频率范围；所述第一频率范围为所述构网型变流器的正常运行频率范围；

4、若所述第一交流频率未落入所述第一频率范围，则根据所述第一交流频率相对于系统额定频率的偏移量计算目标有功指令值；

5、将所述构网型变流器的有功功率指令值由原始值调整为所述目标有功指令值；

6、监测所述构网型变流器调整为所述目标有功指令值后的第二交流频率是否落入预设的第二频率范围；所述第二频率范围为孤岛保护临界频率的范围；

7、若监测到第二交流频率未落入所述第二频率范围，则识别从第二交流频率首次越限时刻起经过第一预设时长之内的第二交流频率是否均未落入所述第二频率范围；

8、若是，则判定为孤岛发生。

9、在其中一个实施例中，所述识别从所述第二交流频率首次越限时刻起经过第一预设时长之内的第二交流频率是否均未落入所述第二频率范围，包括：

10、识别从所述第二交流频率首次越限时刻起经过所述第一预设时长之内的第二交流频率是否均大于所述第二频率范围的上限值，或，是否均小于所述第二频率范围的下限值。

11、在其中一个实施例中，所述方法还包括：

12、若所述构网型变流器调整为所述目标有功指令值时刻起经过第二预设时长之内的第二交流频率均处于所述第二频率范围，则判定孤岛未发生，并将所述构网型变流器的有功功率指令值调整为所述原始值。

13、在其中一个实施例中，所述根据所述第一交流频率相对于系统运行频率的偏移量计算目标有功指令值，包括：

14、基于下式计算所述目标有功指令值：

15、

16、其中，pref为目标有功指令值，m为预设的孤岛检测系数，f为第一交流频率，f1为系统额定频率，p0为有功功率指令值的原始值。

17、在其中一个实施例中，所述孤岛检测系数的取值范围为：

18、

19、其中，kp为所述构网型变流器的有功同步控制环下垂系数。

20、在其中一个实施例中，所述方法还包括：

21、若判定为孤岛发生，则上报孤岛状态。

22、在其中一个实施例中，所述方法还包括：

23、若所述第二交流频率未落入所述第二频率范围，且从所述第二交流频率首次越限时刻起经过所述第一预设时长之内的第二交流频率并非均未落入所述第二频率范围，则判定发生其它类型扰动。

24、第二方面，本申请提供一种孤岛检测装置，所述装置包括：

25、第一监测模块，用于实时监测构网型变流器在正常运行模式时的第一交流频率是否落入预设的第一频率范围；所述第一频率范围为所述构网型变流器的正常运行频率范围；

26、计算模块，用于在所述第一交流频率未落入所述第一频率范围时，根据所述第一交流频率相对于系统额定频率的偏移量计算目标有功指令值；

27、指令值调整模块，用于将所述构网型变流器的有功功率指令值由原始值调整为所述目标有功指令值；

28、第二监测模块，用于监测所述构网型变流器调整为所述目标有功指令值后的第二交流频率是否落入预设的第二频率范围；所述第二频率范围为孤岛保护临界频率的范围；

29、频率越限判断模块，用于在监测到第二交流频率未落入所述第二频率范围时，识别从第二交流频率首次越限时刻起经过第一预设时长之内的第二交流频率是否均未落入所述第二频率范围；

30、孤岛判定模块，用于在识别从所述第二交流频率首次越限时刻起经过第一预设时长之内的第二交流频率均未落入所述第二频率范围时，判定为孤岛发生。

31、第三方面，本申请提供了一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行如上述任一所述孤岛检测方法的步骤。

32、第四方面，本申请提供了一种变流器系统，包括：

33、构网型变流器，用于经开关单元接入电网系统；

34、采样单元，用于采集所述构网型变流器的输出电压及输出电流；

35、频率检测单元，用于基于所述采样单元采集的所述输出电压及输出电流计算所述构网型变流器的交流频率；

36、控制单元，用于实时获取所述频率检测单元反馈的交流频率，执行如上述任一所述的孤岛检测方法的步骤。

37、从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

38、本申请提供的孤岛检测方法、装置、存储介质及变流器系统，在构网型变流器正常运行时监测交流频率是否落入第一频率范围，在监测到未落入第一频率范围时，根据第一交流频率相对于系统额定频率的偏移量对构网型变流器的有功功率指令值进行调整，由原始值调整为目标有功指令值，随后监测当前模式下构网型变流器的交流频率是否落入第二频率范围，以监测到未落入第二频率范围时为首次越限时刻，识别经过第一预设时长之内的交流频率是否均未落入第二频率范围，以判断是否发生孤岛。无需注入扰动信号即可实现对构网型变流器的孤岛检测，并通过第一预设时长内的交流频率进行孤岛发生的判断，排除其它扰动造成的误判，提高非计划孤岛检测的准确性。

技术特征：

1.一种孤岛检测方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的孤岛检测方法，其特征在于，所述识别从所述第二交流频率首次越限时刻起经过第一预设时长之内的第二交流频率是否均未落入所述第二频率范围，包括：

3.根据权利要求1所述的孤岛检测方法，其特征在于，所述方法还包括：

4.根据权利要求1所述的孤岛检测方法，其特征在于，所述根据所述第一交流频率相对于系统运行频率的偏移量计算目标有功指令值，包括：

5.根据权利要求4所述的孤岛检测方法，其特征在于，所述孤岛检测系数的取值范围为：

6.根据权利要求1至5任一项所述的孤岛检测方法，其特征在于，所述方法还包括：

7.根据权利要求1所述的孤岛检测方法，其特征在于，所述方法还包括：

8.一种孤岛检测装置，其特征在于，所述装置包括：

9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行如权利要求1至7中任一项所述孤岛检测方法的步骤。

10.一种变流器系统，其特征在于，包括：

技术总结
本申请提供了一种孤岛检测方法、装置、存储介质及变流器系统。该方法包括：实时监测构网型变流器在正常运行模式时的第一交流频率是否落入预设的第一频率范围；若第一交流频率未落入第一频率范围，则根据第一交流频率相对于系统额定频率的偏移量计算目标有功指令值；将构网型变流器的有功功率指令值由原始值调整为目标有功指令值；监测构网型变流器调整为目标有功指令值后的第二交流频率是否落入预设的第二频率范围；若监测到第二交流频率未落入第二频率范围，则识别从第二交流频率首次越限时刻起经过第一预设时长之内的第二交流频率是否均未落入第二频率范围；若是，则判定为孤岛发生。本申请能够提高针对于构网型变流器孤岛检测的准确性。

技术研发人员：刘腾,李岩,袁智勇,黄伟煌,蔡东晓
受保护的技术使用者：南方电网科学研究院有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25