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    重庆时时彩输了三万: 一种三相并网逆变器防孤岛效应的检测方法.pdf

    关 键 词:
    一种 三相 并网 逆变器 孤岛 效应 检测 方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN201410175872.1

    申请日:

    2014.04.28

    公开号:

    CN103954863A

    公开日:

    2014.07.30

    当前法律状态:

    驳回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):G01R 31/00申请公布日:20140730|||实质审查的生效IPC(主分类):G01R 31/00申请日:20140428|||公开
    IPC分类号: G01R31/00 主分类号: G01R31/00
    申请人: 电子科技大学
    发明人: 李凯; 邹见效; 郑宏; 徐红兵; 谢强
    地址: 611731 四川省成都市高新区(西区)西源大道2006号
    优先权:
    专利代理机构: 成都行之专利代理事务所(普通合伙) 51220 代理人: 温利平
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201410175872.1

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2017.09.01|||2014.08.27|||2014.07.30

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的驳回|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种三相并网逆变器防孤岛效应的检测方法,通过设定无功电流与电网侧电压的频率之间的关系特性曲线,在电流内环给定值上叠加无功电流扰动作为新的内环无功电流给定值,具有电能质量影响小、孤岛检测时间快、扰动方向自适应、扰动方程斜率自适应的性能。在具体的配置中,扰动规则计算??榧扑愠鱿嘤Φ娜哦?,再叠加到无功电流内环给定值上,从而实现了三相并网逆变器基于电网侧反馈电流和电网侧电压频率特性曲线的孤岛检测,这样保证了并网逆变器符合逆变器国家标准并网要求。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种三相并网逆变器的防孤岛效应检测方法,其特征在于,包括以下步骤:
    (1)、采集电网侧的电压、电流信号和直流侧电压信号;通过并网逆变器中控制器的高精度外部AD采样芯片采集电网侧的电压、电流信号和直流侧的电压、电流信号,并将采集的电网侧电压、电流信号和直流侧电压信号传输到数字信号处理器DSP中;
    (2)、数字信号处理器DSP将接收到的电压、电流信号用于控制算法运算;
    (2.1)、将电网三相电压Va、Vb和Vc通过双同步坐标系解耦锁相环(DDSRF-PLL)??榻衏lark、park变换得到同步旋转坐标系下电网侧电压值Vd、Vq,以及电网侧电压的频率f和相角θ;同时通过clark、park变换,将采集的电网侧电流ia、ib和ic从abc三相静止坐标系变换到dq同步旋转坐标系得到电网侧反馈电流值iq和id;
    将计算得到的电网侧电压值Vd、Vq,以及三相并网逆变器的功率给定指令信号P*和Q*输入到功率外环控制???,分别计算出无功电流内环给定值和
    将计算得到的电网侧电压的频率f送入到扰动规则计算???,通过扰动规则计算??榧扑愠鑫薰Φ缌魅哦縤'q,而电网侧电压的相角θ送入到dq同步旋转坐标系,用于下一控制周期的坐标变换;
    (2.2)、根据DDSRF-PLL??榈玫降牡缤嗟缪蛊德蔲判断孤岛效应是否发生;
    a)、如果电网侧电压的频率f不在三相并网逆变器并网标准规定的正常频率范围内,判断为孤岛效应发生,则停止三相并网逆变器的运行;
    b)、如果电网侧电压的频率f在三相并网逆变器并网标准规定的正常频率范围内,则将扰动规则计算??榧扑愠龅奈薰Φ缌魅哦縤'q叠加到无功电流内环给定值上作为新的无功电流内环给定值,进入步骤(2.3);
    (2.3)、将无功电流内环给定值与得到的电网侧电流的反馈值id作差,以及新的无功电流内环给定值和电网侧反馈电流值iq作差后同时输入到内环电流控制???,通过反park变换后得到指令电压Vα、Vβ;
    (2.4)、将步骤(2.3)中得到的指令电压Vα、Vβ和直流稳压电容侧电压Vdc 共同送入到SVPWM空间矢量PWM调制???,产生6路脉宽调制PWM信号来控制逆变单元中功率开关管的开通与关断;待当前控制周期结束后返回步骤(1)。

    2.  根据权利要求1所述的三相并网逆变器放的孤岛效应检测方法,其特征在于,所述的扰动规则计算??榧扑阄薰Φ缌魅哦縤'q的方法为:
    当孤岛效应发生后,负载的有功、无功功率完全由逆变器提供,则逆变器输出功率可由下式表示:
    PQ=Up2RUp2(1ωL-ωC)---(1)]]>
    由上式可以推出:
    ω=1LC(1-Q2PQf)---(2)]]>
    其中:Up为电网侧电压的有效值;R、L、C分别为负载的等效电阻、电感、电容的值;ω为电网侧电压的角频率;根据负载品质因数的定义在同步旋转坐标系下逆变器输出功率表示如下:
    PQ=Vαiα+VβiβVβiα+Vαiβ=32(Vdid+Vqiq)32(Vdiq+Vqid)---(3)]]>
    当电网的三相电压是理想的正弦波时,那么在dq同步旋转坐标系中,电网侧电压Vq=0,则在同步旋转坐标系下逆变器输出功率表示为:
    PQ=32Vdid32Vdiq---(4)]]>
    将式(4)代入式(2)可得到其中f为电网侧电压频率,f0为负载的谐振频率;根据无功电流和频率之间的关系特性曲线,得到计算无 功电流扰动量i'q的扰动曲线方程:
    iq=-(2idQff0+iref)(f-f0)---(5)]]>
    其中,iref为加入的扰动系数,再根据不同的频率变化范围给出扰动系数iref的不同取值:
    iref=C|Δf|<0.1Hz;iref=C+k(f-f0)|Δf|>0.1Hz;---(6)]]>
    其中,C为大于0的常数;为正反馈系数。

    3.  根据权利要求1或2所述的三相并网逆变器的防孤岛效应检测方法,其特征在于,所述的电网侧电压Vq=0时,锁相环锁定的电网侧电压频率f和相角θ与电网同步。

    说明书

    说明书一种三相并网逆变器防孤岛效应的检测方法
    技术领域
    本发明属于逆变器技术领域,更为具体地讲,涉及一种三相并网逆变器防孤岛效应的检测方法。
    背景技术
    孤岛效应是指逆变器并网运行时,由于维修或设备故障造成的有意或无意的主电网掉电,逆变器运行使电网停电区域的部分线路仍维持带电状态并给停电区域的负载继续供电,形成由分布式电源独立供电的孤岛。这种情况下逆变器如果不能及时?;猿中蚋涸毓┑缁岵韵卵现氐暮蠊?
    (1)、孤岛发生后与逆变系统相连的线路仍然带电,对检修人员造成危险,降低电网的安全性;
    (2)、公共点电压幅值和频率不受电网控制,如果电压幅值和频率超出允许的范围,可能会对用户的设备造成损坏;
    (3)、当电网供电恢复时如果电网电压与公共点电压的相位不同步,合闸时会造成线路短路,严重时引起电网的崩溃。
    因此,不管是从安全性,还是可靠性方面考虑,并网逆变器都应具备防止孤岛产生的能力。鉴于这些原因,国家制定了相应规范,要求并网的分布式发电系统具有防孤岛效应?;すδ?,必须及时检测出孤岛,并将并网逆变器与公共电网断开?;谀姹淦鞑嗟姆拦碌盒вΡ;し椒ǚ治欢胶椭鞫?,被动式方法通常通过检测逆变器交流输出端的电压信息(如电压幅值、频率、电压电流相位差)来判断孤岛是否发生。但当逆变器输出功率和负载消耗功率匹配时,孤岛发生后电网侧的电压信息变化很小,无法达到被动?;ゃ兄?,被动式孤岛检测失去?;ぷ饔?,因此为了可靠地检测出孤岛是否发生,必须采用主动式方法。主动式方法通过有意地向电网注入扰动,通过检测逆变器并网点的电压幅值、频率等变量变化来判断孤岛是否发生。常用的主动式防孤岛效应检测方法有:主动移频法(AFD)、主动移相法(SMS)、谐波注入法(HJ),功率扰动法等。目前已有的主动式防孤岛效应检测方法存在以下主要的问题:1)大部 分的主动式防孤岛效应检测方法(如主动频移法、电压偏移法、谐波注入法)需要不断的向电网注入干扰信号,影响了逆变器电能质量;2)加入的扰动多为固定扰动,不能根据目标量的变化量自动调节扰动大??;3)一些主动式防孤岛方法在多逆变器并联时会因为扰动方向不一致产生稀释效应,扰动相互抵消导致孤岛检测失效;4)一些主动式防孤岛效应检测方法在单相逆变器中有很好的检测效果,但并不适用于三相逆变器的防孤岛检测。
    发明内容
    本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种三相并网逆变器防孤岛效应的检测方法,通过在无功电流内环给定值上叠加无功电流扰动,实现三相并网逆变器的防孤岛效应检测,具有电能质量影响小、孤岛检测时间快、扰动方向自适应、扰动方程斜率自适应的优点。
    为实现上述发明目的,本发明一种三相并网逆变器的防孤岛效应检测方法,其特征在于,包括以下步骤:
    (1)、采集电网侧的电压、电流信号和直流侧电压信号;通过并网逆变器中控制器的高精度外部AD采样芯片采集电网侧的电压、电流信号和直流侧的电压信号,并将采集的电网侧电压、电流信号和直流侧电压信号传输到数字信号处理器DSP中;
    (2)、数字信号处理器DSP将接收到的电压、电流信号用于控制算法运算;
    (2.1)、将电网三相电压Va、Vb和Vc通过双同步坐标系解耦锁相环(DDSRF-PLL)??榻衏lark、park变换得到同步旋转坐标系下电网侧电压值Vd、Vq,以及电网侧电压的频率f和相角θ;同时通过clark、park变换,将采集的电网侧电流ia、ib和ic从abc三相静止坐标系变换到dq同步旋转坐标系得到电网侧反馈电流值iq和id;
    将计算得到的电网侧电压值Vd、Vq,以及三相并网逆变器的功率给定指令信号P*和Q*输入到功率外环控制???,分别计算出无功电流内环给定值和
    将计算得到的电网侧电压的频率f送入到扰动规则计算???,通过扰动规则计算??榧扑愠鑫薰Φ缌魅哦縤'q,而电网侧电压的相角θ送入到dq同步旋转坐标系,用于下一控制周期的坐标变换;
    (2.2)、根据DDSRF-PLL??榈玫降牡缤嗟缪蛊德蔲判断孤岛效应是否 发生;
    a)、如果电网侧电压的频率f不在三相并网逆变器并网标准规定的正常频率范围内,判断为孤岛效应发生,则停止三相并网逆变器的运行;
    b)、如果电网侧电压的频率f在三相并网逆变器并网标准规定的正常频率范围内,则将扰动规则计算??榧扑愠龅奈薰Φ缌魅哦縤'q叠加到无功电流内环给定值上作为新的无功电流内环给定值,进入步骤(2.3);
    (2.3)、将无功电流内环给定值与得到的电网侧电流的反馈值id作差,以及新的无功电流内环给定值和电网侧反馈电流值iq作差后同时输入到内环电流控制???,通过反park变换后得到指令电压Vα、Vβ;
    (2.4)、将步骤(2.3)中得到的指令电压Vα、Vβ和直流稳压电容侧电压Vdc共同送入到SVPWM空间矢量PWM调制???,产生6路脉宽调制PWM信号来控制逆变单元中功率开关管的开通与关断;待当前控制周期结束后返回步骤(1)。
    进一步地,本发明还提供一种扰动规则计算??榧扑阄薰Φ缌魅哦縤'q的方法为:
    当孤岛效应发生后,负载的有功、无功功率完全由逆变器提供,则逆变器输出功率可由下式表示:
    PQ=Up2RUp2(1ωL-ωC)---(1)]]>
    由上式可以推出:
    ω=1LC(1-Q2PQf)---(2)]]>
    其中:Up为电网侧电压的有效值;R、L、C分别为负载的等效电阻、电感、电容的值;ω为电网侧电压的角频率;根据负载品质因数的定义在同步旋转坐标系下逆变器输出功率表示如下:
    PQ=Vαiα+VβiβVβiα+Vαiβ=32(Vdid+Vqiq)32(Vdiq+Vqid)---(3)]]>
    当电网的三相电压是理想的正弦波时,那么在dq同步旋转坐标系中,电网侧电压Vq=0,则在同步旋转坐标系下逆变器输出功率表示为:
    PQ=32Vdid32Vdiq---(4)]]>
    将式(4)代入式(2)可得到其中f为电网侧电压频率,f0为负载的谐振频率;根据无功电流和频率之间的关系特性曲线,得到计算无功电流扰动量i'q的扰动曲线方程:
    iq=-(2idQff0+iref)(f-f0)---(5)]]>
    其中,iref为加入的扰动系数,再根据不同的频率变化范围给出扰动系数iref的不同取值:
    iref=C|Δf|<0.1Hz;iref=C+k(f-f0)|Δf|>0.1Hz;---(6)]]>
    其中,C为大于0的常数;为正反馈系数。
    其中,所述的电网侧电压Vq=0时,锁相环锁定的电网侧电压频率f和相角θ与电网同步。
    本发明的发明目的是这样实现的:
    本发明三相并网逆变器防孤岛效应的检测方法,通过设定无功电流与电网侧电压的频率之间的关系特性曲线,在电流内环给定值上叠加无功电流扰动作为新的内环无功电流给定值,具有电能质量影响小、孤岛检测时间快、扰动方向自适应、扰动方程斜率自适应的性能。在具体的配置中,扰动规则计算???计算出相应的扰动量,再叠加到无功电流内环给定值上,从而实现了三相并网逆变器基于电网侧反馈电流和电网侧电压频率特性曲线的孤岛检测,这样保证了并网逆变器符合逆变器国家标准并网要求。
    同时,本发明三相并网逆变器防孤岛效应的检测方法还具有以下有益效果:
    (1)、三相并网逆变器正常运行时不需要持续向电网注入干扰信号,因此对逆变器输出电能质量影响极??;
    (2)、基于dq同步旋转坐标系的锁相环具有实时获得电网三相电压频率的优点,增强了孤岛检测的实时性;
    (3)、计算无功电流扰动量的扰动曲线方程会根据不同的频率偏移方向加入不同方向的无功电流扰动,扰动方向不再固定不变;根据不同的频率范围采用不同的扰动曲线方程,在频率失常后扰动曲线方程的斜率会随着频率偏离正常值的深度增加而动态变化从而减少孤岛检测所用时间;
    (4)、本发明三相并网逆变器防孤岛效应的检测方法不需要增加额外的硬件,具有低成本的优点。
    附图说明
    图1是本发明三相并网逆变器防孤岛效应的检测方法的一种具体实施方式架构图。
    图2是图1所示逆变器的内部结构框图。
    图3是扰动曲线的计算规则原理分析图。
    图4是逆变器单机状态下未加入孤岛检测方法时电网侧反馈电流的频谱图。
    图5是逆变器单机状态下未加入孤岛检测方法时电网侧电压频率的频谱图。
    图6是逆变器单机状态下加入孤岛检测方法时电网侧反馈电流的频谱图。
    图7是逆变器单机状态下加入孤岛检测方法时电网侧电压频率的频谱图。
    图8是单机状态下未加入孤岛检测方法的逆变器正常并网运行时输出电流的谐波分析图。
    图9是单机状态下加入孤岛检测方法的逆变器正常并网运行时输出电流的谐波分析图。
    图10是两台逆变器并联未加入孤岛检测方法时电网侧反馈电流的频谱图。
    图11是两台逆变器并联未加入孤岛检测方法时电网侧电压频率的频谱图。
    图12是两台逆变器并联加入孤岛检测方法时电网侧反馈电流的频谱图。
    图13是两台逆变器并联加入孤岛检测方法时电网侧电压频率的频谱图。
    具体实施方式
    下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述,以便本领域的技术人员更好地理解本发明。需要特别提醒注意的是,在以下的描述中,当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本发明的主要内容时,这些描述在这里将被忽略。
    实施例
    图1是本发明三相并网逆变器防孤岛效应的检测方法的一种具体实施方式架构图。
    在本实施例中,如图1所示,将两台型号相同的逆变器并网,逆变器输出的有功功率为P,逆变器输出的无功功率为Q,电网提供的有功功率为ΔP,电网提供的无功功率为ΔQ,而负载消耗的有功功率为PL,负载消耗的无功功率为QL,则ΔP=PL-P,ΔQ=QL-Q;
    图2是图1所示逆变器的内部结构框图。
    在本实施例中,如图2所示,一种三相并网逆变器的防孤岛效应检测方法,包括以下步骤:
    (1)、采集电网侧电压、电流信号和直流侧电压信号;通过并网逆变器中控制器的高精度外部AD采样芯片采集电网侧的电压、电流信号和直流侧的电压信号,并将采集的电网侧电压、电流信号和直流侧电压信号传输到数字信号处理器DSP中;
    本实施例中,采用型号为AD7606高精度外部AD??椴杉缤嗟缪?、电流信号和直流侧电压信号,再通过型号为TMS320F28335的高性能浮点型DSP对采集的电网电压、电流等信号进行处理;
    (2)、数字信号处理器DSP将接收到的电压、电流信号用于控制算法运算;
    (2.1)、将电网三相电压Va、Vb和Vc通过双同步坐标系解耦锁相环(DDSRF-PLL)??榻衏lark、park变换得到同步旋转坐标系下电网侧电压值Vd、Vq,以及电网侧电压的频率f和相角θ;同时通过clark、park变换,将采集的电 网侧电流ia、ib和ic从abc三相静止坐标系变换到dq同步旋转坐标系得到电网侧反馈电流值iq和id;
    将计算得到的电网侧电压值Vd、Vq,以及三相并网逆变器的功率给定指令信号P*和Q*输入到功率外环控制???,分别计算出无功电流内环给定值和
    将计算得到的电网侧电压的频率f送入到扰动规则计算???,通过扰动规则计算??榧扑愠鑫薰Φ缌魅哦縤'q,而电网侧电压的相角θ送入到dq同步旋转坐标系,用于下一控制周期的坐标变换;其中,扰动规则计算??榧扑阄薰Φ缌魅哦縤'q的方法为:
    当孤岛效应发生后,负载的有功、无功功率完全由逆变器提供,即PL=P,QL=Q,则逆变器输出功率可由下式表示:
    PQ=Up2RUp2(1ωL-ωC)---(1)]]>
    由上式可以推出:
    ω=1LC(1-Q2PQf)---(2)]]>
    其中:Up为电网侧电压的有效值;R、L、C分别为负载的等效电阻、电感、电容的值;ω为电网侧电压的角频率;根据负载品质因数的定义在同步旋转坐标系下逆变器输出功率表示如下:
    PQ=Vαiα+VβiβVβiα+Vαiβ=32(Vdid+Vqiq)32(Vdiq+Vqid)---(3)]]>
    当电网的三相电压是理想的正弦波时,那么在dq同步旋转坐标系中,电网侧电压Vq=0,则在同步旋转坐标系下逆变器输出功率表示为:
    PQ=32Vdid32Vdiq---(4)]]>
    将式(4)代入式(2)可得到其中f为电网侧电压频率,f0为负载的谐振频率;本实施例中,负载的谐振频率取f0=50Hz,当设定逆变器输出有功功率100kW时,计算得到电网侧反馈电流id≈214.4A,设定负载品质因数Qf=2.5;
    根据无功电流和频率之间的关系特性曲线,得到计算无功电流扰动量i'q的扰动曲线方程:
    iq=-(2idQff0+iref)(f-f0)---(5)]]>
    其中,iref为加入的扰动系数,再根据不同的频率变化范围给出扰动系数iref的不同取值:
    iref=C|Δf|<0.1Hz;iref=C+k(f-f0)|Δf|>0.1Hz;---(6)]]>
    其中,C为大于0的常数;为正反馈系数;
    (2.2)、根据DDSRF-PLL??榈玫降牡缤嗟缪蛊德蔲判断孤岛效应是否发生;
    a)、如果电网侧电压的频率f不在三相并网逆变器并网标准规定的正常频率范围内,判断为孤岛效应发生,则停止三相并网逆变器的运行;
    b)、如果电网侧电压的频率f在三相并网逆变器并网标准规定的正常频率范围内,则将扰动规则计算??榧扑愠龅奈薰Φ缌魅哦縤'q叠加到无功电流内环给定值上作为新的无功电流内环给定值,进入步骤(2.3);
    本实施例中,三相并网逆变器并网标准规定的正常频率范围为±0.5Hz,即本发明提供的孤岛检测方法?;さ钠德噬舷尬?0.5Hz,频率下限为49.5Hz;当检测到电网侧电压频率超出规定的正常频率范围时,则判断孤岛效应发生,此时将停止三相并网逆变器的运行;
    (2.3)、将无功电流内环给定值与得到的电网侧电流的反馈值id作差,以 及新的无功电流内环给定值和电网侧反馈电流值iq作差后同时输入到内环电流控制???,通过反park变换后得到指令电压Vα、Vβ;
    (2.4)、将步骤(2.3)中得到的指令电压Vα、Vβ和直流稳压电容侧电压Vdc共同送入到SVPWM空间矢量PWM调制???,产生6路脉宽调制PWM信号来控制逆变单元中功率开关管的开通与关断;待当前控制周期结束后返回步骤(1)。
    图3是扰动曲线的计算规则原理分析图。
    在本实施例中,如图3所示,无功电流扰动量i'q的扰动曲线方程的特性曲线如图3中的曲线1所示,为了打破负载无功电流和电网侧电压频率之间的平衡,加入给定曲线2在曲线1和曲线3之间。当孤岛发生后假设此时系统频率由于扰动由稳定点P跳变运行到A点,A为三相并网逆变器并网标准规定的正常频率范围,如果此时没有扰动的加入,那么电网侧电压频率f最终由于系统控制单元的作用会回到稳定的负载谐振频率f0=50Hz的点P处,孤岛持续运行,如果按照曲线1给定电网侧反馈电流iq,即B点对应的纵坐标iq值,则电网侧电压频率f会保持稳定在A点,然而A点并非谐振点,不会触发孤岛?;?,因此我们必须打破负载的平衡,加入的无功电流扰动量i'q使系统工作在不稳定的状态,直到触发孤岛?;?,如果此时按照曲线2的线性关系来给定电网侧反馈电流iq值,当电网侧电压频率f为A点的值时,按照曲线2所示,我们加入C点纵坐标的电网侧反馈电流iq值,那么对应于无功电流扰动量i'q的扰动曲线方程的特性曲线1来说,此时加入的电网侧反馈电流iq会让电网侧电压频率f稳定在D点对应的频率上,即我们把电网侧电压频率f从A点推移到了D点,电网侧电压频率f向减小的方向运行。由于正反馈的作用,此时将继续不断的加入扰动,又会把D点对应的电网侧电压频率f推向更小的点,直到触发频率的?;?,当电网侧电压频率f增大的时候同理可以让频率超过?;さ纳舷?。
    图4是逆变器单机状态下未加入孤岛检测方法时电网侧反馈电流的频谱图。
    图5是逆变器单机状态下未加入孤岛检测方法时电网侧电压频率的频谱图。
    图6是逆变器单机状态下加入孤岛检测方法时电网侧反馈电流的频谱图。
    图7是逆变器单机状态下加入孤岛检测方法时电网侧电压频率的频谱图。
    本实施例中,单机仿真时,逆变器的输出有功功率设置为P=100kW,无功 功率Q=0var;负载设置RLC并联负载品质因数为2.5,负载消耗的功率(有功、无功)与逆变器匹配;电网的频率?;しе滴?0±0.5Hz,设置电网在仿真时间为0.2s处断电。
    在逆变器单机状态下,以加入和不加入本发明提供的孤岛检测方法为例,观察逆变器电网侧电压频率f和反馈电流iq的频谱变化。如图4所示,在未加入本发明提供的检测方法后电网跳闸后电网侧的反馈电流iq几乎没有变化,保持在0A左右,如图5所示,同时检测到的电网侧电压频率在0.2s电网掉电后变化很小并保持在正常范围内,但远未达到50.5的频率上限?;ゃ兄?;加入本发明提供的孤岛检测方法后,如图6所示,电网跳闸后电网侧的反馈电流iq开始逐渐负向增大,即在0.2s孤岛发生后其值越来越小,孤岛算法发挥作用,同时检测到的电网侧电压频率f,如图7所示,电网侧电压频率f随反馈电流iq的变化而明显变化,且超过频率上限?;ゃ兄?。因此,从图4、5、6、7对比可以看出加入本发明提供的孤岛检测方法后的明显检测效果,在约0.4s时频率超过?;ど舷?0.5Hz,检测出孤岛的发生用时约0.2s。
    图8是单机状态下未加入孤岛检测方法的逆变器正常并网运行时输出电流的谐波分析图。
    图9是单机状态下加入孤岛检测方法的逆变器正常并网运行时输出电流的谐波分析图。
    本实施例中,在未加入本发明提供的孤岛检测方法时逆变器正常运行时输出电流经行谐波分析,各次谐波分布如图8所示,运用MATLAB软件分析得出此时的逆变器输出电流总谐波为2.32%,满足并网规定的小于5%的要求;加入本发明提供的孤岛检测方法时,如图9所示,逆变器正常运行时输出电流总谐波THD=2.34%,可以看到算法在逆变器正常运行时孤岛检测方法的加入几乎对输出电能质量无影响。
    图10是两台逆变器并联未加入孤岛检测方法时电网侧反馈电流的频谱图。
    图11是两台逆变器并联未加入孤岛检测方法时电网侧电压频率的频谱图。
    图12是两台逆变器并联加入孤岛检测方法时电网侧反馈电流的频谱图。
    图13是两台逆变器并联加入孤岛检测方法时电网侧电压频率的频谱图。
    本实施例中,以两台逆变器并联时进行仿真为例,负载设置同单台逆变器 仿真时一致,设置两台逆变器的输出总功率不变,各逆变器输出功率为单台逆变器仿真时功率的一半,各自输出的有功功率为50kW,无功功率为0var,设置电网在0.2s时跳闸。
    两台逆变器在均不加入本发明提供的孤岛检测方法时,观测电网侧的反馈电流iq与电网侧电压频率f,分别如图9和图10所示,电网跳闸后电网侧的反馈电流iq几乎没有变化,保持在0A左右,此时检测到的电网侧电压频率在0.2s电网掉电后变化很小并保持在正常范围内,但远未达到49.5Hz的频率下限?;ゃ兄?;在两台逆变器中都加入本发明提供的孤岛检测方法后,观测电网侧的反馈电流iq与电网侧电压频率f,分别如图11和图12所示,电网跳闸后电网侧的反馈电流iq开始逐渐正向增大,而此时检测到的电网侧电压频率f随反馈电流iq的变化而明显变化,并最终超过频率下限?;ゃ兄???梢钥吹皆谖醇尤氡痉⒚魈峁┑墓碌杭觳夥椒ㄊ钡缤?.2s跳闸后频率稍微向下偏移,加入了本发明提供的孤岛检测方法后,逆变器自适应的加入了反向的扰动让电网侧电压频率继续向减小的方向进行,约在0.305s处检测出孤岛的发生。
    尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述,以便于本技术领域的技术人员理解本发明,但应该清楚,本发明不限于具体实施方式的范围,对本技术领域的普通技术人员来讲,只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内,这些变化是显而易见的,一切利用本发明构思的发明创造均在?;ぶ?。

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