[發明專利]一種逆變器的孤島檢測方法、裝置和供電系統

有效

• 申請號: 201610686005.3
• 申請日: 2016-08-18
• 公開（公告）號: CN107765108B
• 公開（公告）日: 2020-01-21
• 發明（設計）人: 邵章平;辛凱;王琮元
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;H02J3/38
• 代理公司: 11291 北京同達信恒知識產權代理有限公司
• 代理人: 馮艷蓮

本發明公開了一種逆變器的孤島檢測方法、裝置和供電系統，以解決現有的基于電壓THD的孤島檢測方法存在較大的檢測死區，使得孤島檢測的可靠性低下的問題。該方法為，采樣逆變器交流端口輸出的交流電壓信號；針對所述交流電壓信號進行諧波分析，得到各次電壓諧波和各次電壓諧波的變化率；基于各次電壓諧波和各次電壓諧波的變化率，確定電壓總諧波畸變率；在所述電壓總諧波畸變率大于電壓總諧波畸變率的設定閾值時，確定檢測到所述逆變器發生孤島效應，這種檢測方法使電壓總諧波畸變率在發生孤島前后變化的更加顯著，從而減少孤島檢測的死去，提高孤島檢測的可靠性。

技術領域

本發明涉及電路領域，尤其涉及一種逆變器的孤島檢測方法、裝置和供電系統。

背景技術

逆變器普遍應用于新能源并網發電領域，是將直流電能轉換為交流電能、向電網和負載供電的裝置。典型的逆變器系統如圖1所示，逆變器的直流端口和直流電源相連，交流端口通過變壓器與負載、并網開關和電網相連。

逆變器的孤島效應是指，當并網開關跳閘時，逆變器未能及時檢出停電狀態而將自身切離電網，最終形成由逆變器和負載組成的一個自給供電的孤島發電系統。孤島效應的發生會對電力系統和相關人員帶來如下危害：

1)并網開關和相關設備可能會由于失步合閘而遭到破壞。

2)認為線路不帶電的維護人員將受到安全威脅。

3)孤島效應可能導致故障不能清除，干擾電網的恢復。

逆變器需要具備孤島檢測功能。現有技術中常見的孤島檢測方法是基于電壓總諧波畸變率(Total Harmonic Distortion，THD)的孤島檢測方法，其技術方案主要如下：

1)檢測逆變器交流端口的交流電壓信號，并利用下述公式計算電壓THD；

其中U％為電壓THD，U1為電壓基波，Uk為k次電壓諧波。

2)對U％進行平均化處理，得到電壓THD的平均值U0％；

3)當|U％-U0％|小于等于設定閾值時，逆變器判斷孤島未發生，繼續向電網供電；

4)當|U％-U0％|大于設定閾值時，如圖2所示，逆變器判斷孤島發生，觸發孤島保護。

基于電壓THD的孤島檢測方法表征的是總諧波的含量，不能體現各次諧波的變化情況。當孤島發生時，會出現各次諧波發生變化、而總諧波變化不明顯的情況，導致孤島檢測失敗。例如，在圖3a中孤島發生時，5次諧波降低而3次諧波升高，但對應的總諧波畸變率變化不明顯，如圖3b所示。因此，基于電壓THD的孤島檢測方法存在較大的檢測死區，降低了孤島檢測的可靠性。

發明內容

本發明實施例提供一種逆變器的孤島檢測方法、裝置和供電系統，以解決現有的基于電壓THD的孤島檢測方法存在較大的檢測死區，使得孤島檢測的可靠性低下的問題。

本發明實施例提供的具體技術方案如下：

第一方面，提供一種逆變器的孤島檢測方法，包括：

采樣逆變器交流端口輸出的交流電壓信號；

針對所述交流電壓信號進行諧波分析，得到各次電壓諧波和各次電壓諧波的變化率；

基于各次電壓諧波和各次電壓諧波的變化率，確定電壓總諧波畸變率；

在所述電壓總諧波畸變率大于電壓總諧波畸變率的設定閾值時，確定檢測到所述逆變器發生孤島效應。

這種設計中，根據逆變器交流端口輸出的交流電壓信號進行逆變器的孤島檢測，不需要注入特定次諧波，不會降低逆變器的輸出電能質量。