基于Q_f曲线的储能系统孤岛检测方法_江小龙

形 成负反馈 ; 若 孤 岛发 生 后无 功 功率 指令 小 于 Q L,f 将 增大 , 进 而无 功 功 率 指 令 增 大 , 也将 形 成 负
反馈 因此 ,系统最终仍会稳定工作于 c ,刀两点 ,
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. 1 3
基于 Q 一 曲线 的孤 岛检测法
储 能 单 机 系统 中的 检 测原 理 及 设计
E呼n e er i咭 , H u z ho咭 U a n i oeo it y o f Sei en c e 少 记T e ehnol 邵尸 ) , W uha n 430074 , C h i a ) n
A bs t r c a t :E n e r y g s to r a g e s y ste m e a n o P er ate in gr i d一 e o n n e e te d o r sta n d 一 a lo n e m od e , it h a s is la n d in g d e te e tio n f u n e tio n ,
a ,b , c
当 口 子 曲线 斜 率 为正 时 , 认子 曲
.
2 . + 努 卜 口
储能
系统
久竺 .
图2 储能 系统 并网运行 控制框 图
stor a 罗 p ara l l el syst em Fig. 2 C ontr o l bl oek d i a脾 m of ene卿
线与 口 一曲线相交 点为 c , D , 若孤 岛发 生后无功 指 令 大 于 Q L,f 将 减 小 , 无 功 功 率 指 令 也 将 减 小 ,
近 年 来 , 大 量 储 能系 统 接 入 电 网 , 既 可 并 网 运 行 , 起 到 削 峰 填 谷 的作 用 川, 又 可 独 立 运 行 , 为
重 要 的本 地 负载 提 供 安 全 可 靠 的能 量 , 具 有 十 分
重 要 的意 义 当储 能系 统 工 作 于 并 网运 行 时 , 若 电 网失 压 , 系 统 处 于 孤 岛状 态 并 对 失 压 电网 中的 部 分 线 路 继 续 供 电 , 会 带 来 一 系 列 的 安 全 问题 ;同
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墓 金 项 目 : 国 家 重 点 基 拙 研 究 发 展 97 3
(20 10 C B 2 27 20 6 )
储 能 并 联 系统
图 1 示 出一 套 储 能 并联 系 统 , 其 中包 含 两 台 直 流 侧 采 用 LC 滤 波 ,
计划资助项 目
容 量 相 同的 储 能单 机 系统
定 稿 日期 : 2 0 12 一 08 一 21 作 者简 介 :江小龙 (1 9 8 一 ) , 男 , 湖 北 黄 冈人 , 硕 士 研 究 生 ,
图3
F ig. 3 S t u etur r e
储能单 机系统结 构图
stor g e f a o r singl e op er a t i on
di g r a a m O f en e卿
最大
因 此 , 设 计 时取 凡 为 额 定 功 率 , 此 时 Q L二 0, 取 k L= k , 即 :
w hieh ean en sur e
h e sa t e ty of t f h e system and p r o vide t he t a n sf r e r eond i ti on o f op er a ti on m ode , w hen op er a t ing i n gr id-
第4 6 卷第 10 期 20 12 年 10 月
电力 电子 技 术
P ow er E l eetr o ni es
V ol, 4 6 , N o . 10 oet ober 2 0 12
基于 Q 一曲线的储能系统孤岛检测方法
江 小龙 , 段 善 旭 , 刘 宝其 , 陈 昌松
(强 电磁工程 与新 技术 国家重 点实验室 (华 中科技 大学 电气与 电子工程 学 院) , 湖北 武汉 摘 要 :储 能系统 可工 作于 并网和独 立 两种模 式 3 0 7 4 4 )
O 一 0
托 二 二
0 为 50 H z f 当 R LC 负 载 与 电 网 相 连 时 , 本 地 负 载 消耗 的 有 功 无 功 功 率 分别 为 :
导 致 孤 岛检 测 盲 区 的进 一 步 增 大 本地 负 载 为 无功
无 功功率 ;
当 Q 一 曲线 斜 经相 同
率 k 为负且其绝对值 } 引大于 口 以 曲线斜率 从
时 , 认一 曲线 与 Q 一 曲线 的 交 点 为 c , D
的 分析 可 知 , 系 统 构 成 正 反 馈 , C , D 两 点 是不 稳
时 , 系 统 由并 网模 式 切 换至 独 立 模 式 时 , 需 要 先 判
断 出系 统 处 于 孤 岛 状 态 , 因此 储 能 系 统 需 具 备孤 岛检 测 功 能 孤 岛检 测 法 通 常 可分 为被 动 式 于通信式三 类 主动式和 基 被动 式检测法[ ] 根据公共藕合 点 2
(PC C ) 电量 ( 如 电压 幅 值 频 率 ) 的 变 化 来 判 断 是
基 于 Q 一曲线 的储 能 系统 孤 岛检 测方法
l 厂 : Rd I 1 . 七
~ 日
乙 d U d
电网
测 出系 统 的孤 岛状 态 为 使孤 岛检 测 有 效 进 行 , 必 须 使孤 岛发 生 后 , 系 统 处 于 不 稳 定 状 态 , 在 小 扰 动 情 况 下 , 频 率 便 会 发 生较 大 偏 移
联运 行 的储 能系统下 进行 实验
时 , 检测 效果 不受影 响
实验 结果表 明 , 该孤 岛检测法 可快速 有效地 检测 出系统 的孤 岛状 态 , 并联运行
关 键词 :储能系 统 ; 孤 岛检测 ; 并联 系统
中 图分 类 号 :T M 72 7 文 献 标 识码 :A 文 章 编 号 :100 0一 100 X (20 12 ) 10 一 00 36 一 03
工作于 并 网模式 时 , 需 具备孤 岛检 测功 能 , 既 可保 证 系统 的安
全运 行 , 又可提供 系统切 换 为独立模 式的条件 采 用基 于 Q 一曲线 的无 功功率扰 动孤 岛检测 法 首 先 , 在 单机运
行 条件 下给 出 了该检 测法 的参 数设 计 方法 ;其次 , 在 并联运 行条 件 下分析 了该检 测法 的特 性 ;最 后 , 在两 台并
F oundat i on Pro j ect:Suppor t ed by Na ti ona l Basie Resear c h 973 plan of C hina(No.2010C B227206 )
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引
言
否 发 生孤 岛 ; 主 动 式 检 测 法 是 在 系 统 指 令 信 号 中 施 加扰 动 , 使 得 孤 岛发 生 后 电压 幅 值 频 率 等 电量 快速 超 出 闽值 , 从 而 判 断 是 否 发 生 孤 岛 , 可 施 加扰 动 的变 量有 电流 指 令 1 3一 , ] 功 率指 令 [ 6一 1等 7
可减 小 储 能 单 元 电流 纹波 大 小 , 母 线 电容足 够 大 , 保 证 直 流 母 线 电压 的 平 稳 ; 交 流 侧 采 用 LC 滤 波 器 , 通 过 变 压 器 并入 电 网并 带 有 R L C 负 载 运 行
研 究 方 向 为 高性 能 双 向 变换 器 的 拓 扑 及 其 控 制 技 术
(s ta to K e y La b or t 叮o a f Ad v a c od E n e ct l o m q罗 r 记 c En娜n i t e or in g a n d T e c h n o l o邵产 (C o l e 岁o f E e ot l c 以 朗己E i r e ot l o ni r c
nal b ,e x pe五 m ent 15 per o r f e m
K ey w o rd s :en e卿
d at t w o pa ra l lel ener罗 st or age 叮stem , t h e resul ts ve峋
t ha t t h e islandi ng deteet ion
eonneeted m ode Based on Q 一eur v e, a r e aet ive power di st ut h anee i sl andi ng det eeti on m et hod 1 5 adopted.Fi si r ly, t he paa m et r er d esi n g m ethod 1 5 Pr e sented f o r si ngle oper a t i on , Seeond l y ,t h e eharaet er i st ies of par l lel syst a em a此 analysed . F i-
控 制 , 其 控 制 框 图如 图 2 所 示
图4
刀 Hz
不同负 载情 况下 的 认子曲线
Fi g.4 T h e Q L一eur v es under d政 r e nta l l oa d s
图 4 中分 别 作 出 了正 斜 率 和 负 斜 率 的 Q 一无 功 功 率 扰 动 曲线
d ,q /
在 此采 用 带 Q 一 曲线 的 无 功 功 率 扰 动 孤 岛 检
测 法 在 无 功 功 率 指 令 上 加 入 Q 子 曲线 , 使 得 储 能 系统 在 并 网时 稳 定 运 行 , 一 旦 发 生 孤 岛 , 系 统 失去 稳 定 , 造 成 PC C 电压 频 率 越 限 , 从 而 判 断 出 系 统 的孤 岛状 态 这种 孤 岛检 测 方 法 实 现 简 单 , 且 几 乎 不存 在 检 测 盲 区 在此 给 出了单机系统 中 Q 一曲 线 的设 计 方 法 , 分 析 了并 联 系 统 中该 检 测 方 法 的 特性 , 并在一套 6 0 k w 的储 能 并 联 系 统 中进 行 实 验 , 验 证 了 该 方法 良好 的检 测 效 果