[發明專利]一種基于相角偏移正反饋的三相光伏逆變器反孤島方法

無效

• 申請號: 201110079771.0
• 申請日: 2011-03-31
• 公開（公告）號: CN102170112A
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發明（設計）人: 李遠福;劉永橋;周謙
• 申請（專利權）人: 山億新能源股份有限公司
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;H02J3/38
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 陳慧珍

技術領域

本發明涉及一種反孤島方法，尤其是一種基于相角偏移正反饋的三相光伏逆變器反孤島方法。

背景技術

目前以新能源組成的發電系統以風力、太陽能并網發電為代表；由于最初的電能不夠穩定，一般多采用通過電力電子技術轉化為穩定的直流，再經由逆變器獲得同步交流的并網方式。倘若電力系統配網中的某條線路發生故障，則會依靠最近的繼電保護裝置來清除，若此配網中存在著并網式發電系統，則分布式電源會繼續向與電網斷開的配網供電，在一些特殊的情況下形成獨立的小型發電系統，此種現象為“孤島效應”，孤島運行會給電網、用戶、人身安全帶來極大危害，主要表現為：在電網失電的情況下，發電設備仍作為孤立電源對負載供電這一現象，給線路維修人員帶來了極大的安全隱患；無大電網的支撐，分布式電源的電能質量得不到保證。

目前光伏逆變器反孤島方法大多數采用頻率擾動加上被動檢測方法，此類反孤島檢測方法存在不穩定性缺點：當逆變輸出在不同功率段(10％～100％)出現孤島時存在反孤島失敗，對電網維修人員安全存在隱患；在正常情況下擾動過大、過頻繁，影響逆變電流諧波、影響電網功率因數。

發明內容

本發明的目的是提供一種一種相角偏移正反饋反孤島方法，適宜在不同功率段反孤島，對電網性能指標沒有影響。

為實現上述目的，本發明通過以下技術方案實現：

一種基于相角偏移正反饋的三相光伏逆變器反孤島方法，在逆變器并網條件下，以時間T為周期對電網相位進行擾動，每次擾動相角為Δθ；在電網電壓相角為0度時開始累加，假設時間T內總共累加n次，也即電流相位超前電壓n*Δθ度，同時計算出電網電壓當前頻率與上周期頻率的誤差值Δf，將此誤差值作為相角偏移正反饋量。

進一步的，對Δ進行限幅，防止電網跳變及干擾引起的誤動作。

本發明所述的基于相角偏移正反饋的三相光伏逆變器反孤島方法，在孤島發生時，當前電壓頻率大于上周期頻率，Δf為正，控制環將此正值引入正反饋，此時擾動量變為n*Δθ+Δf，等效于加大正向擾動，相位擾動越來越大，電壓頻率偏移也越來越大，形成了正向偏移正反饋系統，直到頻率超標，系統報過頻錯誤，達到孤島保護的目的。

附圖說明

下面根據實施例和附圖對本發明作進一步詳細說明。

圖1是本發明所述的基于相角偏移正反饋的三相光伏逆變器反孤島方法正反饋系統控制框圖。

具體實施方式

本發明所述的基于相角偏移正反饋的三相光伏逆變器反孤島方法，在逆變器并網條件下，以時間T為周期對電網相位進行擾動，每次擾動相角為Δθ，在電網電壓相角為0度時開始累加，假設時間T內總共累加n次，也即電流相位超前電壓n*Δθ度，同時計算出電網電壓當前頻率與上周期頻率的誤差值Δf，將此誤差值作為相角偏移正反饋量。

正反饋系統控制框圖如圖1所示。

在沒有孤島時，電網電壓相位由電網決定，Δf＝0，正反饋量為0。三相電流相位始終與電壓保持同步，即逆變器功率因數PF值大于0.99。

在孤島發生時，當前電壓頻率大于上周期頻率，Δf為正，控制環將此正值引入正反饋，此時擾動量變為n*Δθ+Δf，等效于加大正向擾動，相位擾動越來越大，電壓頻率偏移也越來越大，形成了正向偏移正反饋系統，直到頻率超標，系統報過頻錯誤，達到孤島保護的目的。同時對Δf進行限幅，防止電網跳變及干擾引起的誤動作。

采用本發明所述方法，其測試結果為：孤島發生開始至135ms逆變器保護(要求2S以內)，具有可靠性高，快速性好的特點。此方法適用于三相光伏逆變器，可避免不同功率等級下反孤島失效，具有精確快速反孤島能力；電網跳變不會引起孤島誤判，對電網性能指標(THD，PF)值沒有影響。