[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

摘要

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。

主权项

1.一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；孤岛检测硬件系统逐周期检测出电网电压的频率后，将它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，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，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，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：其中：I_o[k]为第k周期的电流瞬时值，I_m为电流峰值，f[k‑1]为第(k‑1)周期逆变器的频率，Δf为逐周期改变的固定频率，为第(k‑1)周期的相位；主动频率偏移法的频率控制逻辑为，当每个周期结束即电压过零点时刻，重新给定逆变器频率的参考值：其中：为第(k+1)周期逆变器的频率参考值，f_load[k]为第k周期逆变器的输出频率值，f_grid[k]为第k周期硬件系统检测到的电网侧频率值，Δf为逐周期改变的固定频率，ε为频率偏差阈值；所述改进的主动频率偏移法包括以下步骤：步骤一：在端电压的第k个过零点，首先测量上一个周期的电压频率，然后频率根据上一个周期的电压频率给一个根据式(2)的扰动f[k]＝f[k‑1]±Δf，同时起始的相位角度也根据逆变器上一个周期的频率f[k‑1]而改变，即综合了主动频移法和相位偏移法两种方法的扰动：其中：为改进方法下第k个周期的相位，为第k个周期检测到的电压信号的起始相位；这样，就得到了改进主动频率偏移法方法的主动频率相位扰动；步骤二：孤岛检测硬件系统逐周期检测出电网电压的频率和相位，根据公式(1)‑(4)做相应的主动频率及相位偏移之后，作为并网逆变器的给定参考频率；步骤三：在电网电压每次过零时使并网电流复位，则当并网时，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，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，达到给定频率保护的上、下限值使系统保护动作，从而使系统具有检测孤岛效应的功能。