本發(fā)明主要涉及變流器，具體涉及一種儲能制氫系統(tǒng)的孤島檢測方法、介質(zhì)及檢測系統(tǒng)。

背景技術：

1、并網(wǎng)恒功率運行與離網(wǎng)運行是儲能變流器的兩大主要功能，在并網(wǎng)恒功率運行模式下，pcs可進行充放電，pcs根據(jù)調(diào)度指令進行穩(wěn)定的充電/放電。通常，當電網(wǎng)所帶負荷處于低谷時期，pcs以恒功率模式對電池充電，把此時電能余量儲存起來，當電網(wǎng)負荷處于高峰期時，pcs以恒功率模式對電池放電，由此通過pcs可在負荷側(cè)調(diào)節(jié)電網(wǎng)的峰谷負荷，起到削峰填谷的作用，儲能及其變流器的存在不僅能夠降低電力系統(tǒng)中的裝機容量，而且能夠顯著的減小線路阻抗，就近供電，提高輸配電設備的利用率，節(jié)能降本。

2、當pcs工作在離網(wǎng)狀態(tài)下，變流器對電網(wǎng)側(cè)建立幅值和頻率穩(wěn)定的交流電壓，進行電壓-頻率控制。該控制模式尤其適用于偏遠地區(qū)、島嶼以及分布式微電網(wǎng)等場景，為交流負荷提供電壓源支撐，或者在有“黑啟動”功能需求的發(fā)電型設備應用上提供啟動電源。

3、在儲能電站工作在放電模式時，其所帶的本地負荷同時由電網(wǎng)與pcs進行供電，當電網(wǎng)斷開后，儲能系統(tǒng)本地負荷構建成一個孤立的電力系統(tǒng)，稱之為“孤島”現(xiàn)象。孤島可分為計劃孤島與非計劃孤島兩種類型。其中，計劃孤島指的是為維系孤島系統(tǒng)運行在穩(wěn)定可靠的狀態(tài)，控制系統(tǒng)根據(jù)儲能的容量以及本地負荷功率，事先標定出合理的孤島區(qū)域，當電網(wǎng)斷開后，可無需較大的調(diào)節(jié)動作就能進入孤島狀態(tài)，并保持孤島內(nèi)的電壓穩(wěn)定，合理供電。

4、非計劃孤島指的是由于電網(wǎng)側(cè)發(fā)生故障，并網(wǎng)開關跳閘，儲能設備繼續(xù)向周邊的本地負荷供電，形成一個電力系統(tǒng)無法控制的孤島狀態(tài)。當負荷與電網(wǎng)分開后，此時儲能設備與本地負荷間的功率是不平衡的，長期運行會導致負荷供電電壓和頻率異常，進而損壞儲能系統(tǒng)和本地用電設備。同時因為孤島系統(tǒng)中的電線、負荷設備仍然帶電運行，在進行檢修時容易對人員造成觸電危險，并且影響系統(tǒng)中的自動裝置、保護動作以及重合閘。鑒于非計劃孤島的大量危害，儲能設備需配置防孤島保護功能，在其工作與非計劃性孤島時儲能變流器能夠迅速檢測出來并脫離電網(wǎng)。

5、目前，國內(nèi)外已制定相關標準對儲能變流器的防孤島能力提出了具體要求。gbt34120-2017《電化學儲能系統(tǒng)儲能變流器技術規(guī)范》規(guī)定儲能變流器并網(wǎng)后的頻率偏差值若超過±0.5hz范圍時，過/欠頻保護應在0.2s內(nèi)動作，同時使儲能變流器與電網(wǎng)斷開。當電網(wǎng)丟失，防孤島效應保護應在2s內(nèi)動作，將儲能系統(tǒng)與電網(wǎng)斷開。同樣地，nbt?31016-2019《電池儲能功率控制系統(tǒng)變流器技術規(guī)范》也要求當儲能變流器并入的電網(wǎng)供電中斷后，逆變器應在2s內(nèi)停止向電網(wǎng)供電，同時發(fā)出孤島保護警示信號。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術問題就在于：針對現(xiàn)有技術存在的技術問題，本發(fā)明提供一種清晰界定主動與被動防孤島保護的儲能制氫系統(tǒng)的孤島檢測方法、介質(zhì)及檢測系統(tǒng)。

2、為解決上述技術問題，本發(fā)明提出的技術方案為：

3、一種儲能制氫系統(tǒng)的孤島檢測方法，包括以下步驟：

4、1)獲取儲能制氫系統(tǒng)的電壓并進行鎖相生成角度θ_grid,獲取變流器輸出端口的電壓并進行鎖相生成角度θ_pcs，將角度θ_grid與角度θ_pcs進行比對，得到差值δθ＝θ_grid-θ_pcs；

5、2)將所述差值δθ與預設閾值進行比對；當所述差值δθ大于預設閾值，則判斷儲能制氫系統(tǒng)為孤島狀態(tài)，主動進行孤島保護。

6、優(yōu)選地，在步驟2)中，當所述差值δθ不大于預設閾值，則進入以下步驟：

7、3)固定對儲能制氫系統(tǒng)的功率控制環(huán)節(jié)注入初始擾動量，所述初始擾動量包括第一有功功率和第一無功功率；

8、4)采用滑窗濾波的方式對頻率偏差進行檢測，得到滑窗頻率偏差；

9、5)將所述滑窗頻率偏差與第一預設值進行比較；當所述滑窗頻率偏差大于第一預設值，則判斷儲能制氫系統(tǒng)為孤島狀態(tài)，被動進行孤島保護。

10、優(yōu)選地，在步驟5)中，當所述滑窗頻率偏差小于第二預設值且大于第三預設值，進入步驟：

11、6)固定對功率控制環(huán)節(jié)注入修正擾動量，同時鎖相角加入相角偏差前饋擾動；其中修正擾動量包括第二有功功率和第二無功功率，其中第二有功功率的頻率小于第一有功功率的頻率，第二無功功率的頻率小于第一無功功率的頻率；

12、7)采用滑窗濾波的方式對頻率偏差進行檢測，得到滑窗頻率偏差；

13、8)將所述滑窗頻率偏差與第四預設值進行比較；當所述滑窗頻率偏差大于第四預設值，則判斷儲能制氫系統(tǒng)為孤島狀態(tài)，被動進行孤島保護；其中第一預設值>第二預設值>第四預設值>第三預設值。

14、優(yōu)選地，在步驟8)中，當所述滑窗頻率偏差不大于第四預設值，返回至步驟3)，并撤銷相角偏差前饋擾動。

15、優(yōu)選地，滑窗濾波的檢測公式為：

16、

17、

18、δf＝f-f0

19、其中δf為鎖相環(huán)實時檢測的頻率f與基礎頻率f0之差，n為滑窗時間寬度msw與程序執(zhí)行周期ts的商，表示滑窗計算點數(shù)；δfsw為滑窗濾波后的頻率偏差。

20、優(yōu)選地，初始擾動量對應的第一有功功率和第一無功功率分別為：

21、

22、優(yōu)選地，所述修正擾動量對應的第二有功功率和第二無功功率分別為：

23、

24、優(yōu)選地，在進入孤島保護時，封鎖儲能變流器的脈沖，儲能變流器脫離電網(wǎng)。

25、本發(fā)明還公開了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，所述計算機程序在被處理器運行時執(zhí)行如上所述方法的步驟。

26、本發(fā)明進一步公開了一種儲能制氫系統(tǒng)的孤島檢測系統(tǒng)，包括：

27、第一程序模塊，用于獲取儲能制氫系統(tǒng)的電壓并進行鎖相生成角度θ_grid,獲取變流器輸出端口的電壓并進行鎖相生成角度θ_pcs，將角度θ_grid與角度θ_pcs進行比對，得到差值δθ＝θ_grid-θ_pcs；

28、第二程序模塊，用于將所述差值δθ與預設閾值進行比對；當所述差值δθ大于預設閾值，則判斷儲能制氫系統(tǒng)為孤島狀態(tài)，主動進行孤島保護。

29、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：

30、本發(fā)明提出的主動/被動相結合的孤島檢測與保護方法，通過判斷并網(wǎng)點電壓相位與變流器輸出端電壓相位的差值進行主動/被動防孤島保護的界定，防止主動防孤島保護過程中注入過多的電能擾動，在主動保護過程中能較快響應。

31、本發(fā)明在“完美諧振”、本地電阻或電容負載過大等易出現(xiàn)“檢測盲區(qū)”的工況，通過有功、無功幅值(低頻諧波)、相位三方面主動擾動，再通過滑窗濾波的方式對頻率偏差進行檢測，根據(jù)滑窗頻率偏差來對孤島進行檢測，使被動防孤島保護的“檢測盲區(qū)”大幅度縮小，同時能夠按照標準梯度，在規(guī)定時間內(nèi)進行迅速的保護動作，提升保護響應速度。

32、本發(fā)明通過滑窗頻率偏差作為孤島判據(jù)，層層疊加擾動，在未能檢測到孤島狀態(tài)又主動減小擾動，即極大縮小了檢測盲區(qū)，又能快速的檢測出孤島狀態(tài)。