[發明專利]基于參數自適應Sandia頻率偏移法的并網逆變器孤島檢測方法

有效

• 申請號: 201310178361.0
• 申請日: 2013-05-14
• 公開（公告）號: CN103257298A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 張興;謝東;王付勝;楊淑英;謝震
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 合肥和瑞知識產權代理事務所(普通合伙) 34118
• 代理人: 王挺

技術領域

本發明屬于分布式并網發電系統的孤島檢測技術領域，具體涉及一種基于參數自適應Sandia頻率偏移法的并網逆變器孤島檢測方法。

背景技術

隨著能源危機的加劇和環保意識的增強，以太陽能、風能等可再生能源為基礎的分布式發電系統受到人們越來越多的關注。這些可再生能源，通常先轉換為電能，再通過并網逆變器輸送到電網。孤島效應是分布式并網發電系統可能出現的一種現象。所謂孤島現象，是指電網因故中斷供電時逆變器仍向電網傳輸電能，和本地負載形成一個公共電網系統無法控制的自給供電孤島。孤島的發生會威脅到電網維修人員的安全，影響配電系統的保護開關動作程序，在重合閘時可能對用電設備造成損壞。所以，孤島檢測是并網逆變器必須具備的一項功能。

基于并網逆變器的分布式并網發電系統孤島檢測方法主要分為被動式與主動式兩類。被動式孤島檢測法包括過/欠電壓（OVR/UVR）保護法、過/欠頻率（OFR/UFR）保護法、電壓諧波檢測法、電壓相位突變法等。主動檢測法包括功率擾動法、頻率擾動法、相位偏移法等。被動式檢測方法易于實現，對系統的電能質量和穩定性都沒有影響，但此類方法的閾值較難確定，且對逆變器的輸出功率與負載的功率是否匹配有嚴格要求，存在著較大的檢測盲區（Non-Detection?Zone?NDZ），檢測時間較長。主動式檢測方法通過在在逆變器控制信號中加入相應的擾動，使得孤島發生后電壓的幅值或頻率快速移出閾值范圍，從而克服了被動式方法的缺點，縮小了孤島檢測盲區，加快了孤島檢測時間。

在主動式孤島檢測技術中，Sandia頻率偏移法(Sandia?Frequency?Shift，SFS)因操作簡單、檢測盲區小得到了廣泛應用。但該法在多臺逆變器同時并網的條件下，會因逆變器存在頻率檢測誤差而產生稀釋效應現象，最終導致孤島檢測失敗。另外，為保證分布式發電系統供電質量及系統穩定性，Sandia頻率偏移法中的正反饋增益K不能太大，通常按本地負載品質因數為2.5進行整定。所以，當本地負載品質因數超過2.5后，逆變器常常會檢測不出孤島的發生，使得孤島狀態持續存在。

發明內容

本發明目的是針對傳統Sandia頻率偏移法存在的不足之處，提供一種基于參數自適應Sandia頻率偏移法的并網逆變器孤島檢測方法，既能克服傳統Sandia頻率偏移法在多逆變器并網條件下因頻率檢測誤差所產生的稀釋效應會導致孤島檢測失敗的缺點，又解決了本地負載品質因數很高時孤島檢測困難甚至無法測出孤島的問題，在不影響分布式發電系統供電質量的前提下，快速完成孤島檢測及孤島保護，并具有孤島檢測盲區小的優點。

為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：基于參數自適應Sandia頻率偏移法的并網逆變器孤島檢測方法。該技術方案按如下過程進行：

（1）采集分布式并網發電系統位于公共耦合點處的電壓值及逆變器輸出電流值；

（2）利用數字相關原理計算由（1）采集到的電壓值及逆變器輸出電流值之間的相位差角φ，相位差角計算式為：