[發明專利]一種防孤島檢測實驗負載裝置控制算法

有效

• 申請號: 201310174811.9
• 申請日: 2013-05-13
• 公開（公告）號: CN103227478A
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發明（設計）人: 周細文
• 申請（專利權）人: 周細文
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 江蘇致邦律師事務所 32230
• 代理人: 楊曄雋

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域，特別指一種防孤島檢測實驗負載裝置控制算法。?

背景技術

當電網供電因故障事故或停電維修而跳閘時，由于各分布式并網發電系統未能及時檢測出停電狀態而將自身切離市電網絡，就會形成由分布式發電系統和其相連負載組成一個自給供電的孤島發電系統。從而會對輸電線路維修人員造成安全危害，對一些用電設備也會造成損壞。?

現有的孤島檢測裝置：RLC負載箱主回路由阻性負載、感性負載和容性負載三部分組成，三部分負載由負載箱內置開關分段控制，可在遠程軟件上實現自動、手動加載調節，阻性、感性、容性部分均可自由組合，并對RLC負載中的寄生電容、寄生電感、寄生電阻值進行補償。?

現有的RLC負載箱通常要具備的功能有：一是精度要求高、加載過程電阻電感電容值不隨溫度而漂移；二是步進幅度要小、但最重要的是寄生量補償和遠程控制功能一定要有，否則不能適用。檢測孤島的RLC負載，L與C每偏差3%,諧振頻率會偏差0.8Hz,傳統負載是無法滿足,所以RLC負載一定要有寄生量補償，但是寄生量的補償難以做到實時精確補償，會導致實際RLC負載與理論計算值有一定的偏差。還有就是RLC負載本身的諧波量要小于2%。長時間測試時負載箱電阻R發熱引起阻值熱漂移導致電阻值發生變化，影響RLC負載的精度。由于要做到對不同功率的并網逆變器都能檢測出孤島效應同時為了滿足精度要求RLC負載的步進幅度盡量小，所以RLC負載箱的體積通常都非常大。?

這種負載模擬裝置的電阻、電容等負載大小采用機械式調整需要很多元器件的組合，所以價格昂貴，且使用壽命低。其中負載的有功功率完全通過電阻消耗，所以在進行大功率并網逆變器檢測實驗時，會消耗大量電能，造成環境污染。?

采用變流器裝置模擬并聯RLC負載的特性，對分布式發電并網逆變器進行孤島檢測。該裝置采用三相H橋結構逆變電路，根據模擬負載的需要控制逆變器輸出一定的有功功率和無功功率。利用有功功率和無功功率及并網點電壓可得到該裝置對外的R、Ｌ、C特性，因此通過控制三相逆變電路可完全實現電阻、電感、電容的單個或組合特性，從而可取代RLC并聯負載對不同功率的并網逆變裝置進行孤島檢測。?

發明內容

本發明的目的在于提供一種用逆變器和小容量RLC負載箱來取代RLC負載箱并能體現RLC負載特性的裝置，主要是提供一種防孤島檢測實驗負載裝置控制算法。通過控制變流器輸出的有功功率和無功功率與調節小容量RLC負載箱調節來精確體現RLC負載的特性，以滿足不同功率的并網逆變裝置孤島檢測的要求。本裝置體積小，不存在熱漂移現象和寄生量補償，能夠根據并網功率由程序控制自動調節負載特性，因而精度高，反應快。?

本發明采用以下方案：?

一種防孤島檢測實驗負載裝置控制算法,由以下步驟構成：?

步驟一、采集電網電壓e_a、e_b、e_c，將其變換到極坐標下求得電網電壓的幅值E；?

步驟二、對電網電壓e_a、e_b、e_c進行鎖相跟蹤得到電網角頻率ω；?

步驟三、利用電壓幅值E、電網頻率ω和給定的R、Ｌ、Ｃ值計算防孤島實驗檢測負載裝置輸出的有功功率和無功功率，將該有功功率和無功功率作為控制部分功率環的給定參考值P^*和q^*；?

步驟四、采集該裝置Ｂ逆變橋輸出的電流i_a、i_b、i_c，對其進行坐標變換，變換到兩相靜止坐標系下得到i_a、i_β。對采集的電網電壓e_a、e_b、e_c進行相同的坐標變換，得到e_α、e_β，根據公式（8）計算得到實際該裝置輸出的有功功率P和無功功率q；?

步驟五、分別計算有功功率給定參考值P^*與實際有功功率ｐ的差值、無功功率給定參考值q^*與實際無功功率ｑ的差值，將這兩個差值分別送入PI調節器得到U_d，U_q；?

步驟六、經過一個兩相旋轉坐標系到三相靜止坐標系的變換得到U_a，U_b，U_c；?