[發(fā)明專利]一種用于并網(wǎng)逆變器的孤島效應(yīng)檢測方法

無效

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• 申請日: 2012-05-30
• 公開（公告）號: CN102680858A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曾海霞;李繼生;馬巖;張煒;李棟
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西長嶺光伏電氣有限公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 西安睿通知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 惠文軒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及并網(wǎng)逆變器技術(shù)領(lǐng)域，更具體地涉及一種用于并網(wǎng)逆變器的孤島效應(yīng)檢測方法。

背景技術(shù)

孤島效應(yīng)是指，在電網(wǎng)斷電時，并網(wǎng)逆變電源仍然保持對失壓電網(wǎng)中的某一部分線路繼續(xù)供電的狀態(tài)，當(dāng)電網(wǎng)中某一區(qū)域處于光伏發(fā)電的孤島狀態(tài)時，電網(wǎng)將不再控制孤島區(qū)域中的電壓和頻率。該區(qū)域內(nèi)的電壓或頻率漂移不僅會損壞用戶設(shè)備，而且可能會影響該區(qū)域中供電系統(tǒng)的恢復(fù)情況，嚴(yán)重時還會威脅工作人員的人身安全，因此，并網(wǎng)逆變器需要防止孤島效應(yīng)，保證系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

那么如何檢測孤島效應(yīng)呢？現(xiàn)有的孤島檢測方法分為被動式檢測和主動式檢測兩大類。

被動式孤島檢測依據(jù)電網(wǎng)斷電后有功的波動會引起光伏系統(tǒng)端口電壓的變化，無功的波動會引起光伏系統(tǒng)輸出頻率的變化。光伏并網(wǎng)逆變器只需要通過監(jiān)測并網(wǎng)系統(tǒng)端口電壓或者輸出頻率就可以檢測到孤島的發(fā)生。然而，在電網(wǎng)斷電后，如果有功和無功的波動都很小，那么被動式孤島檢測方法就存在檢測盲區(qū)。

主動式孤島檢測方法中采用比較多的是主動頻移法AFD，其基本原理是在光伏并網(wǎng)逆變器的輸出加入頻率擾動。并網(wǎng)正常工作情況下，受電網(wǎng)電壓鉗制，其擾動可以被大電網(wǎng)校正回來，從而使得光伏并網(wǎng)逆變器端口電壓和頻率變化很小；當(dāng)有孤島效應(yīng)發(fā)生時，沒有電網(wǎng)的鉗制作用，周期性的頻率擾動會使并網(wǎng)系統(tǒng)端口電壓和頻率變得不穩(wěn)定，光伏并網(wǎng)逆變器通過檢測端口電壓和輸出頻率變化能檢測孤島的發(fā)生。然而電網(wǎng)斷電后，由于光伏發(fā)電孤島區(qū)域內(nèi)負(fù)載的不可預(yù)知和復(fù)雜性，會導(dǎo)致檢測到的端口電壓和輸出頻率波動都很小，這樣主動式孤島檢測方法也存在檢測盲區(qū)。雖然增加頻率擾動可以減小檢測盲區(qū)，但是過大的頻率擾動會加劇輸出電流波形畸變，當(dāng)需要進(jìn)行電能質(zhì)量治理時，該擾動還會對諧波補(bǔ)償效果造成較嚴(yán)重的影響。

發(fā)明內(nèi)容

為彌補(bǔ)上述缺陷，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提出一種用于并網(wǎng)逆變器的孤島效應(yīng)檢測方法，該方法可有效減少逆變器向電網(wǎng)輸出的諧波，使系統(tǒng)更穩(wěn)定。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)。

技術(shù)方案一：基于時間的檢測方法

一種用于并網(wǎng)逆變器的孤島效應(yīng)檢測方法，其特征在于，控制逆變器輸出電流過零點與并網(wǎng)端口電壓過零點之間的設(shè)定時間差為T1，檢測逆變器輸出電流過零點與并網(wǎng)端口電壓過零點之間的檢測時間差為T2，當(dāng)T2在T1附近波動頻繁時，則判定產(chǎn)生孤島效應(yīng)。

上述技術(shù)方案的特點和進(jìn)一步改進(jìn)在于：

（1）所述T2在T1附近波動頻繁時具體是指：實時計算每個周期T2與T1差值的絕對值；若該差值的絕對值在T2允許波動范圍之外時，則計數(shù)值加1；在連續(xù)N個周期內(nèi)，如果計數(shù)值大于N/2，則判定T2在T1附近波動頻繁。

（2）所述N>10。

（3）所述T2允許波動范圍為0.5T1-1.5T1。

（4）所述設(shè)定時間差T1為120-200μs。

技術(shù)方案二：基于頻率的檢測方法

一種用于并網(wǎng)逆變器的孤島效應(yīng)檢測方法，其特征在于，檢測前一電網(wǎng)周期的并網(wǎng)端口電壓頻率f（n-1），檢測當(dāng)前電網(wǎng)周期的并網(wǎng)端口電壓頻率f（n），計算相鄰兩個周期電網(wǎng)頻率差值的絕對值|Δ|＝|f(n)-f(n-1)|，判斷|Δ|在0.1-0.3Hz外時，計數(shù)值加1；在連續(xù)N個周期內(nèi)，如果計數(shù)值大于N/2，則判定產(chǎn)生孤島效應(yīng)。

上述技術(shù)方案的特點和進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述N>10。

本發(fā)明屬于主動頻移法AFD，在光伏并網(wǎng)逆變器加入的頻率擾動范圍可以控制在0.3-0.5Hz內(nèi)，就能有效的檢測出孤島效應(yīng)。本發(fā)明并網(wǎng)逆變器孤島效應(yīng)檢測方法，理解容易，處理起來簡單易行；將電網(wǎng)頻率響應(yīng)保護(hù)和防孤島保護(hù)分開，不需要過大的頻率擾動就可實現(xiàn)孤島效應(yīng)的檢測，對輸出電流波形造成的畸變影響較小，降低了輸出電流波形畸變率，使系統(tǒng)更穩(wěn)定。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

圖1為本發(fā)明實施例中主動頻移法AFD工作原理圖；

圖2為本發(fā)明基于時間的孤島效應(yīng)檢測方法流程圖；

圖3為本發(fā)明基于頻率的孤島效應(yīng)檢測方法流程圖。

具體實施方式