[實用新型]一種光伏并網逆變器電子防孤島測試裝置

有效

• 申請號: 201720188965.7
• 申請日: 2017-03-01
• 公開（公告）號: CN206671441U
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 徐在德;曹蓓;潘建兵;范瑞祥;鄧才波;李升健
• 申請（專利權）人: 國網江西省電力公司電力科學研究院;國家電網公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 南昌市平凡知識產權代理事務所36122
• 代理人: 姚伯川

技術領域

本實用新型涉及一種光伏并網逆變器電子防孤島測試裝置，屬光伏發電技術領域。

背景技術

近年來，分布式新能源發電憑借其經濟性和有效性一直保持著持續增長的態勢，其接入配電網也給電網帶來了一系列的難題，其中“孤島”是目前研究最廣泛的課題之一。一旦孤島發生，可能會造成諸如人身安全、經濟效益、電能質量等方面的問題。根據標準要求逆變器并入10KV及以下電壓等級配電網應具有防孤島效應保護功能。若逆變器并入的電網供電中斷，逆變器應在2s內停止向電網供電，同時發出警示信號。

目前，隨著光伏并網逆變技術的成熟，已經涌現出許多的孤島檢測算法，光伏并網逆變器防孤島檢測方法可以分為兩大類：被動式和主動式。其中被動式孤島檢測方法是基于檢測電壓、頻率、諧波含量等參數是否越限來判斷孤島，為檢測孤島期間變化的電網參數實現，常用的策略有過/欠頻率、過/欠電壓檢測法、相角跳變檢測法、諧波檢測法等，被動檢測方法主要的優勢在于不會對電能質量產生影響，但存在較大的檢測盲區；主動檢測方法是向逆變器電流的幅值、頻率、相位等注入擾動量，在孤島發生時引起公共點電壓參數發生變化來判別孤島狀態，其主要優勢在于減小甚至消除盲區，但隨之帶來的是惡化電網的電能質量甚至影響電網的穩定性；為光伏逆變器產生小擾動，電網的某一個參數發生變化，包括頻率漂移法、無功功率變化法、諧波注入法。

目前光伏并網逆變器防孤島保護主要采用可調RLC并聯模擬負載實驗室測試，該測試方法不僅測試流程復雜，同時測試條件苛刻，隨著電力電子技術的發展，PWM控制技術越來越成熟，不僅準確控制整流、逆變器實現電壓源及電流源，同時可是實現能量的雙向傳輸。

目前光伏并網逆變器防孤島保護主要采用可調RLC并聯模擬負載實驗室測試，該測試方法不僅測試流程復雜，同時測試條件苛刻。

傳統RLC負載防孤島保護試驗平臺主要由直流源、光伏并網逆變器、RLC測試單元、數字示波器、大電網組成，傳統實驗方法可調的RLC并聯負載模擬孤島負載，通過開關K2調節RLC負載，調節電阻、電感、電容的值，通過數字示波器監測人工調節RLC負載的輸入功率接近光伏并網逆變器的并網功率，RLC測試裝置缺點不僅體積龐大、造價高，消耗大量的電能，同時難以準確實現功率匹配。

發明內容

本實用新型的目的是，為了提高光伏并網逆變器防孤島測試水平，有效解決傳統的RLC負載測試條件的限制，針對傳統RLC負載防孤島保護試驗平臺存在的缺點，本實用新型公開一種光伏并網逆變器電子防孤島測試裝置。

實現本實用新型的技術方案是，一種光伏并網逆變器電子防孤島測試裝置，包括直流側、輸入側、輸出側和控制系統；輸入側通過直流側連接輸出側；控制系統控制直流側、輸入側和輸出側的工作參數。

所述電子防孤島裝置串聯在光伏并網逆變器與大電網之間，所述電子防孤島裝置從電網側吸收能量穩定直流側電壓，輸入側逆變形成電壓源；并網逆變器檢測到穩定頻率的電壓源后實時跟蹤電壓輸出，并網逆變器功率潮流流向電子防孤島輸入側，輸出側通過四象限控制策略將能量反饋電網。

所述裝置采用實時功率匹配的三相四線制背靠背結構電力電子防孤島保護策略，實現與光伏并網逆變器功率的實時匹配，自動生成R、L、C參數，智能計算有功功率、無功功率與額定值的偏差百分比，實現光伏并網逆變器防孤島功能的自動化測試，同時將全過程測試能量反饋電網，實現能量的循環利用。

所述裝置輸入側模擬交流電壓源實現光伏并網逆變器與測試裝置在有功功率、無功功率的高精度匹配；輸出側將從輸入側吸收的有功功率高效逆變反饋電網，控制系統采用自適應模糊PI控制。

所述自適應模糊PI控制，以常規PI控制為前提，采用模糊推理思想，將誤差e和誤差變化率e_c作為模糊控制器的兩個輸入量，通過模糊控制器的輸出變量，利用模糊規則對PID參數進行實時整定，從而使PID參數最優；

模糊控制是對2個參數進行實時整定，以滿足不同輸入誤差量e和誤差變化率e_c，確保被控對象有良好的動、靜態性能；首先根據經驗值設定的值，然后通過模糊推理得到修正值△k_p、△k_i，由經驗值和修正值得到最優k_p和k_i；

上式中為系統的經典PI參數，△k_p、△k_i為模糊推理得到的調整值；

根據自適應模糊PID控制結構，實現對PI參數的優化，根據PI的控制算式：