[发明专利]并网发电系统孤岛检测及保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能光伏发电技术领域，具体涉及一种光伏并网逆变器孤岛检测及保护方法。 

背景技术

孤岛现象是指：当电网故障或停电时，用户端的并网发电系统未能即时检测出停电状态而将自身切离市电网络，而形成由并网发电系统和周围的负载组成的一个自给供电的孤岛。这会危及电网输电线路上维修人员的安全；影响配电系统上的保护开关的动作程，冲击电网保护装置；影响传输电能质量等。因此并网发电设备必须要具有孤岛检测功能，及时实现孤岛保护。 

传统的孤岛检测有被动式和主动式。 

被动式检测是直接检测电压频率等参数，在孤岛发生的情况下，通常电压、频率、相位等会不稳定，因此可直接判断欠压过压欠过频，谐波量，相差等来实现保护。但由于存在检测盲区，会经常出现漏检。 

主动式检测是只在程序里添加输出干扰量，如改变频率，相位等。由于电网的强大纠正能力，在电网存在的时候，输出电流同步电网电压，输出扰动量不会对并网电压产生影响，孤岛发生时，由于扰动，电压频率等会跟随扰动量发生改变，从而判断孤岛的发生。 

主动式检测法包括一种主动频率偏移法： 

主动频率偏移法是指对并网逆变器的频率输出一定的扰动量。当孤岛产生时，逆变器的采样的电网电压其实为负载电压，由输出电流决定，则给定值每周期都在偏移，导致输出电流频率持续变化，直至频率保护允许范围，逆变器将自动进行保护。但是，主动频率偏移法是输出固定的频率偏移，在一定的RLC负载下，发生谐振，电压电流同频同相且频率在正常的工作范围内，会造成孤岛检测的失败。 

本发明是对主动频率偏移法的改进。 

发明内容

有鉴于背景技术中提到的问题，有必要提供一种能快速实现孤岛检测和保护的系统和方法。 

本发明是通过以下技术方案实现的： 

一种并网发电系统孤岛检测及保护方法，包括以下步骤： 

S1、对电网的电压进行过零中断检测； 

S2、当检测到发生过零中断时，计算电网的周期计数值T及对应的频率值f； 

S3、判断频率值f是否在正常范围内； 

S41、如判断结果为否，停止PWM输出，断开输出继电器； 

S42、如判断结果为是，对PWM输出施加频率扰动，使输出电流的周期和频率值改变，计算出输出电流的载波周期值Tcnew； 

S5、将S42中计算得到的输出电流的载波周期值Tcnew写进EPWM周期寄存器； 

S6、SPWM脉冲输出。 

所述对电网的电压进行过零中断检测是通过并联于DSP的外中断Xint引脚与电网电压输出端之间的过零中断检测电路实现的。 

S2中所述的周期计数值T的计算方法是：当检测到发生过零中断时，记录此时刻DSP的计数值Tpr1，在下一次中断时记录DSP的计数值Tpr2，则周期计数值为T＝(Tpr2-Tpr1)/DSP的频率，所述频率值f＝1/T。 

S3所述的判断频率值f是否在正常范围内包括：将频率值f对应的计数值(Tpr2-Tpr1)与预设的范围值进行比较，判断频率值f是否在正常范围内。 

S42中所述的对PWM输出施加频率扰动，是指每经过一定的时间对载波周期增加一定的量；所述使输出电流的周期和频率值改变是指，通过公式Tcnew＝Tc(t)+k(n)，计算出输出电流的周期值Tcnew，Tc(t)指实时从上一周期计数值为T计算出来的实时载波周期值，k(n)为增加或减小的载波周期量；当n从0变化到 5，再逆向减小到0，Tcnew值随之改变。 

一种并网发电系统孤岛检测装置，其包括： 

过零中断检测电路，用于对电网的正弦电压进行过零中断检测； 

周期计数值计算模块，用于当检测到发生过零中断时，计算电网的周期计数值T及对应的频率值f； 

判断模块，用于判断频率值f是否在正常范围内； 

控制模块，用于当判断结果为否，停止PWM输出，断开输出继电器； 

扰动模块，用于当判断结果为是，对PWM输出施加频率扰动从而使输出电流的周期和频率值改变； 

写入模块，用于将计算得到的输出电流的载波周期值Tcnew值写进EPWM周期寄存器； 

输出模块，用于控制SPWM脉冲输出。