三相光伏并网逆变器的正弦低频相位扰动的孤岛检测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN104635077A(43)申请公布日2015.05.20(21)申请号201510012746.9(22)申请日2015.01.09(71)申请人西安工程大学地址710048陕西省西安市碑林区金花南路19号(72)发明人陈增禄高洁管瑞欣王宁孟新新(74)专利代理机构西安弘理专利事务所61214代理人罗笛(51)Int.Cl.G01R31/00(2006.01)权利要求书4页说明书14页附图1页(54)发明名称三相光伏并网逆变器的正弦低频相位扰动的孤岛检测方法(57)摘要本发明公开了三相光伏并网逆变器的正弦低频相位扰动的孤岛检测方法，给带相位扰动的逆变器输出电流矢量I和电网电压矢量E之间施加一个以正弦规律变化的低频相位扰动Δθ来检测孤岛现象，当正常并网时，检测到的公共连接点电压为电网电压；当电网断开以后，公共连接点的电压由逆变器输出电流和本地负载共同决定，电压频率会随着逆变器输出电流频率变化而变化，从而超出频率所规定的范围，检测出孤岛现象。本发明三相光伏并网逆变器的正弦低频相位扰动的孤岛检测方法，无需增加硬件，与传统的主动式检测方法相比具有无检测盲区的优点，因为施加的扰动是周期性变化的，与传统的固定扰动频率检测法相比具有并网电流畸变小的优点。CN104635077ACN104635077A权利要求书1/4页1.三相光伏并网逆变器的正弦低频相位扰动的孤岛检测方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1、确定三相光伏并网系统的理想并网电压uA、uB和uC；步骤2、根据步骤1得到的三相并网电压，经过坐标变换得到d、q轴电压ud和uq，系统基于电网电压定向时，同步旋转坐标系的d轴与电网电压矢量E重合；步骤3、当逆变器单位功率因数并网时，基于电网电压定向的并网逆变器输出电流矢量I1与电网电压矢量E重合；当给逆变器输出电流施加一个按正弦规律变化的低频相位扰动Δθ时，带相位扰动的并网逆变器输出电流矢量I相对于电网电压E以Δθ前后摆动，从而确定带相位扰动的并网逆变器输出电流矢量I；步骤4、根据步骤3得到的带相位扰动的并网逆变器输出电流矢量I，确定并网逆变器**输出电流指令id和iq；步骤5、实时计算光伏并网系统和电网的公共连接点处的电压频率f；步骤6、结合步骤4获取的并网逆变器输出电流指令，再根据本地负载的品质因数Q的取值，确定孤岛检测的判断规则；步骤7、根据步骤5得到的电压频率f，并结合经步骤6得到的孤岛检测的判断规则，进行孤岛效应判定。2.如权利要求1所述的三相光伏并网逆变器的正弦低频相位扰动的孤岛检测方法，其特征在于，所述步骤1中并网电压uA、uB和uC具体按照以下算法实施：其中，Um是并网电压的峰值，f1为市电频率。3.如权利要求1所述的三相光伏并网逆变器的正弦低频相位扰动的孤岛检测方法，其特征在于，所述步骤2具体为：将步骤1得到的并网电压uA、uB和uC经过Clarke变换得到α、β轴电压uα和uβ，具体按照以下算法实施：再将得到的uα和uβ进行Park变换得到d、q轴电压ud和uq，具体按照以下算法实施：其中，2CN104635077A权利要求书2/4页4.如权利要求1所述的三相光伏并网逆变器的正弦低频相位扰动的孤岛检测方法，其特征在于，所述步骤3具体为：当逆变器输出电流中不加扰动时，基于电网电压定向的并网逆变器输出电流矢量I1与电网电压矢量E重合，电流矢量I1具体按照以下算法实施：其中，Im是并网电流指令的峰值，f1为市电频率；当给逆变器输出电流施加一个以正弦规律变化的低频相位扰动Δθ时，把相角扰动的频率f2和扰动的最大相移角θm这两个正弦低频相位扰动的参数添加到得到的并网电流矢量I1中，此时令：Δθ＝θmsin2πf2t，得到带相位扰动的并网逆变器输出电流矢量I，具体按照以下算法实施：其中，Im是并网电流指令的峰值，f1为市电频率，f2是相角扰动的频率，θm是扰动的最大相移角；2πf1t+θmsin2πf2t为相角表达式。5.如权利要求1所述的三相光伏并网逆变器的正弦低频相位扰动的孤岛检测方法，其特征在于，所述步骤4具体为：步骤4.1、确定相角扰动频率f2和最大相位扰动角θm的值，相角扰动频率f2＝5Hz，最大相移角θm＝π/15；步骤4.2、将步骤4.1得到的相角扰动频率f2＝5Hz，最大相移角θm＝π/15代入经步骤3得到的带相位扰动的并网逆变器输出电流矢量I表达式中，得到下式：步骤4.3、把步骤4.2得到的带相位扰动的并网逆变器输出电流矢量I投影到d、q轴，**得到逆变器输出电流指令id和iq值，具体按照以下算法实施：其中，Im是并网电流指令的峰值。6.如权利要求5所述的三相光伏并网逆变器的正弦低频相位扰动的孤岛检测方法，其特征在于，所述步骤