[发明专利]一种基于无功扰动的三相光伏逆变器主动反孤岛方法

说明书

技术领域

本发明涉及光伏新能源领域，具体而言，涉及一种基于无功扰动的三相光伏逆变器主动反孤岛方法。

背景技术

随着社会的发展、能源的紧缺，并网型风能太阳能组成的发电系统越来越多，对电网的影响也越来越大，因此电网对以太阳能为代表的新能源发电设备的要求也越来越高，尤其是这种发电设备存在的孤岛效应，对电网，对逆变器设备、对人身安全都会有极大的危害。所谓的孤岛效应就是电力系统网中，由于故障原因或者其它的人为原因造成电力系统网停止运行，如果这个电力系统网存在分布式电源系统，即像光伏逆变器这样的供电系统，就会造成电力系统网停止运行后，光伏逆变器这样的分布式能源就会继续给局部电网中的负载供电，在一些特殊的情况下形成一个独立的小型发电系统。这样就会造成一些严重的后果：局部电网中的发电设备仍然运行可能会给线路维修人员带来极大的安全隐患；局部电网的电能质量不能够保证；局部电网的不匹配可能损坏逆变器。

目前，光伏逆变器针对孤岛的检测方法主要分为两大类：被动孤岛检测和主动孤岛检测。

被动孤岛检测是通过检测逆变器输出端与电网耦合处的电网电压、电网频率等，在符合孤岛效应条件时使逆变器脱离电网，这种检测方法主要包括：过压保护、欠压保护、过频保护、欠频保护等，逆变器输出的电能质量高，但检测出孤岛效应的概率低，盲区大。

主动孤岛检测是逆变器对输出的电流主动的引入变化或者是扰动，促使逆变器与电网耦合处的电压参数发生变化，并超出设定范围，从而使逆变器停止运行。此种方法比前一种方法检测出孤岛效应的概率大，盲区小，但由于引进扰动量，稳定性不好，会使逆变器的一些电能质量受到影响。目前主要有主动频率偏移法和滑动频率偏移法。

发明内容

本发明提供一种基于无功扰动的三相光伏逆变器主动反孤岛方法，用以有效降低逆变器对电网输出谐波，缩短各种功率段反孤岛的检测时间。

为达到上述目的，本发明提供了一种基于无功扰动的三相光伏逆变器主动反孤岛方法，该方法包括以下步骤：

a，在三相逆变器并网后，以时间T为扰动周期在锁相环角度为0时对电网的无功功率进行一个工频周期的扰动，无功扰动量为有功功率的k倍，0.05＜k＜0.2；

b，在下一个扰动周期检测三相逆变器和电网公共耦合处的电网频率，若检测的电网频率与上一个扰动周期电网频率的差值超过一设定值，将无功扰动量增加一倍继续对电网的无功功率进行扰动；

c，重复步骤b，若检测到的电网频率超出保护限值，则判定电网出现孤岛效应，触发孤岛保护功能使三相逆变器停止运行。

进一步地，上述方法还包括以下步骤：

在对电网无功功率添加无功扰动量时，将当前周期的电网频率与上一个周期的电网频率的变化值Δf作为无功扰动的正反馈量，使电网频率向着偏大的方向偏移。

进一步地，上述方法还包括以下步骤：

若对电网无功功率进行扰动的无功扰动量超过最大允许值，则判定电网出现孤岛效应，触发孤岛保护功能使三相逆变器停止运行。

进一步地，上述方法还包括以下步骤：

若对电网无功功率进行扰动的次数超过最大允许次数，则判定电网出现孤岛效应，触发孤岛保护功能使三相逆变器停止运行。

在上述实施例中，当孤岛发生时，无功扰动就会连续发生，扰动量也会一直增加，电压频率也越来越大，形成频率正向偏移的正反馈系统，从而主动判断出发生孤岛，触发孤岛保护功能保护逆变系统。同时，通过采用上述技术方案，不需要时刻调整电网电压与电流的相角，电流输出连续变化、稳定性较好，输出谐波小，对电网质量影响小，而且检测速度快，达到更快检测孤岛的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例的基于无功扰动的三相光伏逆变器主动反孤岛的电流环的系统控制框图；

图2为有功功率与无功功率之间关系的曲线图；

图3为并网系统发生孤岛时相角变化量和k值(无功电流与有功电流比值)的关系曲线图。

具体实施方式