[发明专利]一种综合频率和相位信息的光伏并网逆变器孤岛检测方法

说明书

本发明公开了一种综合频率和相位信息的光伏并网逆变器孤岛检测方法，能够同时利用上一周期的频率及相位信息以实现主动频移检测；其主要原理为：在端电压的第k个过零点，首先测量上一个周期的电网电压频率，然后根据该频率给一个主动频率扰动f[k]＝f[k‑1]±Δf，同时相位角也根据逆变器上一个周期的频率f[k‑1]而改变；孤岛检测硬件将电网电压的频率和相位，经上述主动偏移后作为并网逆变器的给定频率，且在电压过零时使并网电流复位，则当并网时，孤岛检测硬件每次检测到的系统频率不变；脱网时，每次检测到的系统频率会很快达到保护的上、下限使保护动作，从而实现反孤岛功能；本发明的方法能够显著减小负荷与光伏发电功率接近及负荷小于光伏发电情况下的非检测区域。

技术领域

本发明涉及电力系统故障检测技术领域，具体涉及一种综合频率和相位信息的光伏并网逆变器孤岛检测方法。

背景技术

光伏并网发电系统的孤岛效应是指与光伏发电系统连接的电网线路因故障、事故或停电检修与其跳脱时，光伏并网发电系统继续向所带负载供电，从而形成了一个供电公司无法掌握的自给供电孤岛，孤岛效应会对配电网系统和用户造成严重的危害。因此，研究孤岛效应的检测方法和保护措施，将孤岛效应的危害降至最低，具有很重要的意义。

孤岛现象的检测方法根据技术特点，可以分为三大类：被动检测方法、主动检测方法和基于开关状态监测的方法(包括电力公司层面的检测方法、和基于通讯的检测方法)。

被动式检测方法是指通过检测并网逆变器输出是否偏离并网标准规定的范围(如频率、电压或相位)，判断孤岛效应是否发生。

主动检测法主要有有源频率偏移AFD(Active Frequency Drift)法、带正反馈的有源频率偏移AFDPF(Active Frequency Drift with Positive Feedback)、滑模频率偏移SMS(Slip Mode Frequency Shift)输出功率扰动检测等。

主动检测法的原理是引入一些功率扰动量，而这些扰动量会使系统输出电能质量下降。被动检测法主要有过/欠电压、高/低频检测、相位突变检测、电压谐波检测等。被动式检测方法具有原理简单、容易实现、对电力系统无谐波影响等优点，但是，由于光伏电源的功率与局部电网负载的功率在基本平衡的状态下而导致并网逆变器的输出电压和频率变化很小，所以采用被动式孤岛检测方法时，会出现较大的检测盲区。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种综合频率和相位信息的光伏并网逆变器孤岛检测方法，即改进主动频率偏移法IAFD，该方法同时兼具主动频移法AFD和相位偏移法APS两类方法的优势，能够减小光伏并网逆变器的检测盲区NDZ。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种综合频率和相位信息的光伏并网逆变器孤岛检测方法，其特征在于：结合了主动频率偏移法中的主动频率扰动，和相位偏移法中的主动相位扰动，得到改进的主动频率偏移法，能够减小负荷与光伏发电功率接近及负荷小于光伏发电情况下的非检测区域；

主动频率偏移法是通过周期性地改变并网电流频率来实现反孤岛效应功能的；具体实现思想是：孤岛检测硬件系统逐周期检测出电网电压的频率后，将它稍微增大或减小固定值以作为并网逆变器的给定频率，并且在电网电压每次过零时使并网电流复位，则当并网时，已将系统每次检测到的电网电压频率不变；而脱网时，并网逆变器交流电流将单独作用于负载上，由于并网逆变器频率的逐周期改变，这样，孤岛检测硬件系统每次检测到的负载电压频率就会逐渐增大或减小，很快就会达到给定频率保护的上、下限值使系统保护动作，从而使系统具有反孤岛效应功能；若逐周期改变固定频率Δf来修改逆变器的并网给定频率，即逆变器输出电流的频率每周期都给一个固定的扰动：