[發明專利]防孤島檢測方法

無效

• 申請號: 201310573942.4
• 申請日: 2013-11-15
• 公開（公告）號: CN103606907A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 吳招米;舒成維;李世軍;袁帥
• 申請（專利權）人: 江蘇兆伏新能源有限公司
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;G01R31/00
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 孫仿衛;項麗

技術領域

本發明涉及一種適用于并網逆變器以檢測并預防其發生孤島現象的方法。

背景技術

在光伏并網系統中，如附圖1所示，發電裝置通過逆變器接入電網中，并可以連接本地負載。當并網的逆變器脫開電網時，則會發生孤島現象，此時需要逆變器在指定時間內斷開，這即為防孤島方法。由于逆變器上可能存在的本地負載，因此各國安規僅要求逆變器對于本地諧振負載也能夠濺出孤島現象并及時脫網。

現有的技術中，防孤島主要分為被動防孤島和主動防孤島功能。被動防孤島是指系統在出現孤島現象時，根據會出現電網過壓，欠壓，過頻，欠頻等現象來判斷。這種方法只能覆蓋部分孤島現象，對于本地負載基本接近逆變器功率的情況下無法正常脫網。這時候就需要主動防孤島方法來實現。

主動防孤島方法主要有通過電網阻抗測量、相位跳變、頻率擾動、有功擾動及無功擾動等來實現。其中電網阻抗測量方法的算法復雜，實現困難。相位跳變法無法很好覆蓋所有孤島情況，且容易誤判。有功擾動對于有磁場合不太有利，會引起電網不太穩定。所以主要應用的為頻率擾動方法和無功擾動方法。

頻率擾動方法的原理基于電網頻率在非孤島情況下不被改變。系統控制給出的頻率指令與實際電網存在固定偏差，非孤島情況下該固定偏差不影響輸出并網電流的頻率。只有當孤島發生時，逆變器頻率隨輸出頻率變化，同時鎖相環（PLL）跟蹤輸出頻率及相角，同時向一個方向調整輸出頻率，形成正反饋機制。在一定時間內使得頻率超出范圍，達到保護目的。

無功擾動方法與頻率擾動機制類似，但使用的是擾動無功功率的方法，使得在逆變器發生孤島的情況下輸出一定的無功擾動來改變孤島的輸出頻率，通過調整輸出無功功率的指令，來形成正反饋機制，實現防孤島保護的目的。

對于三相電網系統來講，由于當前大部分防孤島技術，如上述各方法都考慮三相同時斷開的情況。如IEC62116標準測試時只測試三相孤島現象下的保護，而VDE0126－1－1標準對三相系統同時還要考查其中單相孤島下的保護機制，使得當前大部分采用的防孤島機制在這種情況下完全失效。因為在一相或兩相孤島的情況下，基于矢量控制方法的三相逆變控制系統，此時的三相頻率還受制于電網頻率，逆變器輸出無法改變輸出電流及電壓的頻率，使得基于頻率正反饋的方法此時均失效。而基于獨立單相的電網阻抗測量及有功擾動方法可以有效，但有其缺點：前者實現復雜，后者有功擾動對電網穩定性較不利，后者同時有時還會影響MPPT算法。

發明內容

本發明的目的是提供一種針對一相或兩相的孤島現象而提出的簡單有效的防孤島檢測方法。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種防孤島檢測方法，用于檢測連接于發電裝置和電網之間并在控制系統的控制下工作的三相逆變器是否出現孤島現象并進行主動防孤島，該方法包括：所述的控制系統向所述的三相逆變器輸無功出擾動指令，檢測所述的三相逆變器輸出的三相電壓中任意兩相之間由于相差而導致的時間差是否超出所允許的閾值來判斷是否發生孤島現象，若所述的時間差超過所述的閾值，則所述的三相逆變器發生孤島現象；所述的時間差形成指令反饋至所述的三相逆變器而改變所述的無功擾動指令，通過改變所述的無功擾動指令使得所述的三相逆變器斷開而實現主動防孤島。

上述方法中，若所述的三相逆變器輸出的三相電壓中的某一相分別與其余兩相之間的時間差超過所述的閾值，則該相發生孤島現象。

由于上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有下列優點：本發明通過檢測三相逆變器輸出的三相電壓中任意兩相之間由于相差而導致的時間差來判斷孤島現象，并通過無功擾動形成反饋機制，達到控制逆變器斷開的目的，使得逆變器能夠在單相或兩相孤島的情況下能夠正常判斷出發生的孤島現象并做出孤島保護。

附圖說明

附圖1為光伏并網系統的示意圖。

附圖2為本發明的防孤島檢測方法的流程示意圖。

附圖3為本發明的防孤島檢測方法中三相電流和三相電壓的矢量示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖所示的實施例對本發明作進一步描述。

實施例一：一種防孤島檢測方法，用于檢測連接于發電裝置和電網之間并在控制系統的控制下工作的三相逆變器是否出現孤島現象并進行主動防孤島。