[發明專利]一種光伏并網發電系統檢測孤島效應的方法及其裝置

有效

• 申請號: 201410402363.8
• 申請日: 2014-08-15
• 公開（公告）號: CN104198886A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 蔡振中;周連軍
• 申請（專利權）人: 薩瑞新能源技術（蘇州）有限公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G06F19/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 曹毅

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技術領域

本發明涉及孤島效應的檢測方法以及用于該孤島效應置，具體涉及一種光伏并網發電系統檢測孤島效應的方法及其裝置。?

背景技術

所謂孤島效應，是指當電力公司因故障或停電維修而停止供電斷網時，用戶端的并網逆變器系統仍處于工作狀態，使得并網逆變器和周圍的負載形成了電力公司無法控制的自供電網絡。光伏并網發電系統處于孤島運行狀態時會產生嚴重的后果，例如，電網無法控制孤島中的電壓和頻率，若電壓和頻率超出允許的范圍，可能對用戶的設備造成的損壞；或者對孤島進行重合閘操作時會導致該線路再次跳閘，還有可能損壞光伏發電系統和其他設備等。?

因此，光伏并網逆變器具有需要具有檢測孤島效應的功能。?

目前在多種檢測孤島效應的方法中，基于相位移動檢測孤島效應的方法是一種高效的主動孤島效應檢測方法，其機理是通過相位擾動使電壓頻率發生偏移從而判別孤島。該類方法與移頻法一樣有實現簡單、無需額外硬件、孤島識別率高等優點，也有類似的弱點，即隨著負載品質因數增加，孤島檢測的能力降低。?

但是，經應用研究發現該方法存在如下缺陷：在電壓過零時刻的提前或推后受電流移相算法和負載相位角這兩個因素的影響，如果兩者大小相等、方向相反，頻率保持不變達到失壓后的穩定狀態。如果到達穩態前頻率一直都在正常范圍內，則孤島效應無法順利檢出。?

進一步用圖1所示的逆變器電流控制等效模型進行說明：預定偏移法以SMS?（slip-mode?frequency?shift，滑動頻率偏移法）算法為例，并網逆變器的輸出電流給定i_?pv是逐周波給出并調整的：由鎖相環（PLL）檢測公共點電壓v?_pcc的過零上升沿間隔時間，將它用作下一周期i_?pv的頻率，電流周期的起始時刻為公共點電壓的過零上升沿。不加SMS?算法時，逆變器輸出電流與公共點電壓同頻同相，加入SMS?孤島檢測算法后，逆變器輸出電流的頻率不變，但相位發生偏移，偏移大小由SMS?移相算法決定，移相角通常取?，其中，為滑動頻率偏移算法期望的最大偏移，為產生最大相移時對應的頻率，為電網頻率，為公共點頻率。這樣，電網失壓后公共點電壓將受電流移相的影響，其過零時刻將提前（或推后）到來，影響到下個周期的電流給定頻率，并將頻率推離正常范圍而判斷出孤島。?

光伏并網發電系統中基于相位移動的檢測方法與以上SMS等移頻法類似，電流i_pv與電壓v_pcc的相位差受SMS移相算法和RLC負載相位角∠G(?jω)的影響，當θ_SMS+∠G(?jω)?>?0時，PLL檢測到的電壓周期將變短，使下一周期電流給定頻率增大；當θ_SMS?+∠G(?jω)<?0時，PLL?檢測到的電壓周期將變長，使下一周期給定電流的頻率降低；如果θ_SMS+∠G(?jω)?=?0，即移相算法的擾動正好與負載相位角的作用相抵，則頻率將不發生變化，系統進入穩態，則如果到達穩態前頻率一直都在正常范圍內，則孤島效應無法順利檢出。?

另具體以APS（Automatic?Phase?Shift，自動移相法）算法為例，移相角具體表達式為：，?

算法中的附加小量計算較復雜，，Δf_ss是兩個相鄰穩態頻率之差，起到打破平衡態，減小孤島檢測盲區的作用。該方法在實現中需確定“孤島穩態”的判定閾值并對進行整定，設置不當會導致并網工作時移相過大而影響輸出電流的品質，或移相過小而使孤島檢測能力不足。另外，對“穩態”的判斷影響了的快速修正，進而影響孤島檢測的快速性。而?“自適應邏輯移相算法（ALPS）”，通過前N個周期的頻率變化趨勢統計來判別附加小量的引入與否。該方法實現相對容易，但判斷邏輯難適用于所有容性負載，容性負載下，該判斷邏輯可能在=?0時進入穩態而產生類似上述移頻法的穩態問題而起不到增強擾動、減小盲區的作用。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的問題，提供一種光伏并網發電系統檢測孤島效應的方法及其裝置，以解決現有技術判斷復雜，檢測速度慢等問題。?