光伏并网逆变器孤岛检测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102262182A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102262182A(43)申请公布日2011.11.30(21)申请号201110188712.7(22)申请日2011.07.07(71)申请人浙江大学地址310027浙江省杭州市西湖区浙大路38号(72)发明人陈敏任政高明智钱照明(74)专利代理机构杭州中成专利事务所有限公司33212代理人金祺(51)Int.Cl.G01R23/02(2006.01)H02J3/38(2006.01)H02J3/01(2006.01)权利要求书1页说明书8页附图5页(54)发明名称光伏并网逆变器孤岛检测方法(57)摘要本发明公开了一种光伏并网逆变器孤岛检测方法，包括以下步骤：1)、检测逆变器和电网公共耦合点处电压频率，电压频率在f11与f12之间时，逆变器输出电流的相位与耦合点处电压相同；可通过修改逆变器输出电流与耦合点电压之间的相位，使得输出电流比耦合点电压提前θ°(当f12＜fgrid＜f22)或者滞后θ°(当f21＜fgrid＜f11)；2)、为了补偿频率检测出现的盲区，采取每隔4个工频周期后的1个工频周期内修改逆变器输出电流的幅值并在该周期之后将输出电流幅值回复原来的值来判断是否发生孤岛效应。该方法可有效减少逆变器向电网输出谐波，检测时间短，计算方法简单可以节省控制芯片的运算资源。CN10268ACCNN110226218202262195A权利要求书1/1页1.一种光伏并网逆变器孤岛检测方法，其特征是包括以下步骤：1)、检测逆变器和电网公共耦合点处电压频率，电压频率在f11与f12之间时，逆变器输出电流的相位与耦合点处电压相同，当电网电压但fgrid∈(f21，f22)时，通过修改逆变器输出电流与耦合点电压之间的相位，使得输出电流比耦合点电压提前θ°(当f12＜fgrid＜f22)或者滞后θ°(当f21＜fgrid＜f11)，这样如果发生孤岛效应，在下一个工频周期时，耦合点电压频率将向上超出f22或向下超出f21，这时便会触发孤岛保护的功能使逆变器脱离电网；2)、为了补偿频率检测出现的盲区，采取每隔4个工频周期后的1个工频周期内修改逆变器输出电流的幅值并在该周期之后将输出电流幅值回复原来的值来判断是否发生孤岛效应，当耦合点电压有效值高于220V时，在应当修改输出电流的工频周期内将电流幅值提高5％，在修改复制后的下一个周期检测耦合点电压幅值，如果幅值变化超过3％，则修改逆变器输出电流与耦合点电压之间的相位，使得输出电流比耦合点电压提前θ1°(当50Hz＜fgrid＜f12)或者滞后θ1°(当f11＜fgrid＜50Hz)，这样如果发生孤岛效应，在下一个工频周期时，耦合点电压频率将向上超出f22或向下超出f21，这时便会触发孤岛保护的功能使逆变器脱离电网；2.根据权利要求1所述的光伏并网逆变器孤岛检测方法，其特征是：当电网频率波动超出f11或f12的时候，逆变器输出电流频率主动偏移，如果频率的波动是孤岛效应所致，逆变器输出电流频率的改变会使逆变器测得的fgrid改变。3.根据权利要求2所述的光伏并网逆变器孤岛检测方法，其特征是：fgrid随逆变器输出电流频率改变后会超过第2个阀值(f21，f22)，逆变器输出电流的相位角的偏移量增加，使得电网电压频率fgrid超过被动检测的频率阀值(f21，f22)并且触发保护程序，关掉逆变器。2CCNN110226218202262195A说明书1/8页光伏并网逆变器孤岛检测方法技术领域[0001]发明涉及光伏并网逆变器，具体涉及一种主动式孤岛检测方法，该方法可以提高孤岛检测的速度，并且具有对电网影响小的优点。背景技术[0002]21世纪，能源问题成为全世界共同关注的十大问题之首，太阳能作为一种重要的可再生能源越来越受到人们的关注，太阳能光伏并网发电也成为重要的发电方式之一。随着光伏发电的不断发展，并网发电模式更加体现出它重要的价值。但是这种发电模式存在的孤岛效应对电网、逆变器以及人生安全都造成极大的威胁。所谓孤岛效应即逆变器及其供电的局部电网的负载从主电网中脱离，并且脱离后并网逆变器给局部电网中的负载持续供电。这样会导致严重的后果：1)局部电网中的频率幅值不可控会给用电设备造成损害；2)局部电网中的线路仍然带电可能会威胁维修人员的生命安全；3)负载和逆变器电源容量不匹配时可能会损坏逆变器；4)非同相合闸时，可能会引起再次跳闸，或者损坏逆变器电源和与其链接的设备。因此光伏并网逆变器都必须具有很强的孤岛检测功能。随着数字控制的发展，孤岛检测的方法也随之多样化。孤岛检测主要分两大类：[0003]一、被动检测，即通过监测逆变器输出端与电网耦合点的电压参数(幅值、频率、谐波)，并调节逆变器在满足孤岛