[發明專利]一種兩個諧波電流同時注入時的孤島效應檢測系統及方法

有效

• 申請號: 201310261192.7
• 申請日: 2013-06-27
• 公開（公告）號: CN103336205A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 戴偉;孫向東;陳芳;王建淵;張琦;劉越;李科
• 申請（專利權）人: 新疆希望電子有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 北京中恒高博知識產權代理有限公司 11249
• 代理人: 劉洪京

技術領域

本發明涉及太陽能光伏發電技術領域，具體地，涉及一種兩個諧波電流同時注入時的孤島效應檢測系統及方法。

背景技術

孤島效應，是指電網由于電氣故障或停電檢修等原因中斷供電未能及時檢測出電網斷電狀態，從而使該分布式并網發電系統和周圍負載形成一個自治的小區域供電網絡，包括太陽能光伏發電在內的分布式并網發電系統。孤島效應的發生可能會對配電系統及用戶端設備造成危害，甚至會影響到設備維護人員的人身安全，因此，需要對孤島效應進行準確檢測。

目前，已有一些方法通過檢測系統阻抗來判斷檢測孤島效應。

例如，通過控制并網逆變器向電網進行周期性有功和無功擾動，使逆變器工作在兩個不同工作點來計算出公共耦合點的等效阻抗。

又如，針對LCL濾波器進行濾波的并網發電系統，通過激發LCL濾波器的諧振來估計基波阻抗，討論了基波阻抗在諧振頻率處的穩定性以及如何激發系統產生諧振。

又如，采用遞歸最小二乘法估計并網發電系統的公共耦合點處阻抗。

又如，通過比例諧振控制器控制并網逆變器周期性地向電網注入75Hz的諧波電流來估計基波阻抗。

再如，對逆變器施加單個或者兩個周期性電壓諧波信號，單個諧波信號用600Hz，兩個諧波信號用400Hz和600Hz。單個諧波信號采用離散傅立葉方法計算諧波阻抗，兩個諧波信號采用統計方法計算諧波阻抗。

在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術中至少存在誤判率高和適用范圍小等缺陷。

發明內容

本發明的目的在于，針對上述問題，提出一種兩個諧波電流同時注入時的孤島效應檢測系統，以實現誤判率低和適用范圍廣的優點。

本發明的第二目的在于，提出一種基于以上所述兩個諧波電流同時注入時的孤島效應檢測系統的孤島效應檢測系統方法。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種兩個諧波電流同時注入時的孤島效應檢測系統，包括依次相連的光伏電池陣列和單相光伏并網逆變電路，依次連接在所述單相光伏并網逆變電路的一個輸出端的逆變器輸出電流傳感器和并網開關，連接在所述并網開關與逆變器輸出電流傳感器的公共端與單相光伏并網逆變電路的另一個輸出端之間的公共耦合點電壓傳感器，以及零線與所述單相光伏并網逆變電路的另一個輸出端連接、火線與并網開關遠離逆變器輸出電流傳感器的一端連接的單相電網。

同時，本發明采用的另一技術方案是：一種基于以上所述的兩個諧波電流同時注入時的孤島效應檢測系統的孤島效應檢測方法，包括：

a、根據參考輸出電流Iref與逆變器輸出電流傳感器的反饋電流值的誤差，通過對電流控制器輸入電流的控制，控制單相光伏并網逆變電路的功率變換；

b、根據逆變器輸出電流傳感器的反饋電流通過逆變器輸出電流的戈澤爾算法，分別計算出0.5次（25Hz）和2次（100Hz）的諧波電流幅值I25和I100；

c、根據公共耦合點電壓傳感器4的反饋電壓通過公共耦合點電壓的戈澤爾算法，分別計算出0.5次（25Hz）和2次（100Hz）的諧波電壓幅值V25和V100；

d、根據諧波阻抗計算公式分別計算出z25和z100，根據計算結果判斷待測系統是否發生孤島效應。

進一步地，在以上所述的兩個諧波電流同時注入時的孤島效應檢測方法中，所述步驟a具體包括：

向參考輸出電流Iref中注入0.5次（25Hz）和2次（100Hz）參考諧波電流的計算公式如下：?

（1）

其中，Iref為參考輸出電流，Ip為單相光伏并網逆變器的參考輸出電流峰值，θ1為由鎖相環產生與公共耦合點電壓同步的旋轉角度，h1為2次（100Hz）諧波電流峰值系數，一般小于基波額定電流峰值的1.25%，h2為0.5次（25Hz）諧波電流峰值系數，一般小于基波額定電流峰值的1%；

參考輸出電流Iref與逆變器輸出電流傳感器的反饋電流值的誤差，作為電流控制器的輸入進行電流控制；

電流控制器的輸出經過功率開關管驅動信號生成單元計算生成控制脈沖信號，該控制脈沖信號去控制單相光伏并網逆變電路進行功率變換。

進一步地，在以上所述的兩個諧波電流同時注入時的孤島效應檢測方法中，所述步驟b具體包括：

根據下面的公式（2）、（3）和（4），計算逆變器輸出電流的戈澤爾算法對應的0.5次（25Hz）諧波電流幅值I25：

（2）

?????????????（3）

（4）