[發明專利]一種綜合頻率和相位信息的光伏并網逆變器孤島檢測方法

有效

• 申請號: 201710148015.6
• 申請日: 2017-03-13
• 公開（公告）號: CN106877395B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 劉俊;郝旭東;王旭;張杰;劉佳鈺;高欣;陳業夫;蘇燦
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;G01R31/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

1.一種綜合頻率和相位信息的光伏并網逆變器孤島檢測方法，其特征在于：結合了主動頻率偏移法中的主動頻率擾動，和相位偏移法中的主動相位擾動，得到改進的主動頻率偏移法，能夠減小負荷與光伏發電功率接近及負荷小于光伏發電情況下的非檢測區域；

主動頻率偏移法是通過周期性地改變并網電流頻率來實現反孤島效應功能的；孤島檢測硬件系統逐周期檢測出電網電壓的頻率后，將它增大或減小固定值以作為并網逆變器的給定頻率，并且在電網電壓每次過零時使并網電流復位，則當并網時，系統每次檢測到的電網電壓頻率不變；而脫網時，并網逆變器交流電流將單獨作用于負載上，由于并網逆變器頻率的逐周期改變，孤島檢測硬件系統每次檢測到的負載電壓頻率就會逐漸增大或減小，達到給定頻率保護的上、下限值使系統保護動作，從而使系統具有反孤島效應功能；若逐周期改變固定頻率Δf來修改逆變器的并網給定頻率，即逆變器輸出電流的頻率每周期都給一個固定的擾動：

其中：I_o[k]為第k周期的電流瞬時值，I_m為電流峰值，f[k-1]為第(k-1)周期逆變器的頻率，Δf為逐周期改變的固定頻率，為第(k-1)周期的相位；

主動頻率偏移法的頻率控制邏輯為，當每個周期結束即電壓過零點時刻，重新給定逆變器頻率的參考值：

其中：為第(k+1)周期逆變器的頻率參考值，f_load[k]為第k周期逆變器的輸出頻率值，f_grid[k]為第k周期硬件系統檢測到的電網側頻率值，Δf為逐周期改變的固定頻率，ε為頻率偏差閾值；

所述改進的主動頻率偏移法包括以下步驟：

步驟一：在端電壓的第k個過零點，首先測量上一個周期的電壓頻率，然后頻率根據上一個周期的電壓頻率給一個根據式(2)的擾動f[k]＝f[k-1]±Δf，同時起始的相位角度也根據逆變器上一個周期的頻率f[k-1]而改變，即綜合了主動頻移法和相位偏移法兩種方法的擾動：

其中：為改進方法下第k個周期的相位，為第k個周期檢測到的電壓信號的起始相位；

這樣，就得到了改進主動頻率偏移法方法的主動頻率相位擾動；

步驟二：孤島檢測硬件系統逐周期檢測出電網電壓的頻率和相位，根據公式(1)-(4)做相應的主動頻率及相位偏移之后，作為并網逆變器的給定參考頻率；

步驟三：在電網電壓每次過零時使并網電流復位，則當并網時，系統每次檢測到的電網電壓頻率不變；而脫網時，并網逆變器交流電流將單獨作用于負載上，由于并網逆變器頻率的逐周期改變，孤島檢測硬件系統每次檢測到的負載電壓頻率就會逐漸增大或減小，達到給定頻率保護的上、下限值使系統保護動作，從而使系統具有檢測孤島效應的功能。