[发明专利]一种基于相角偏移正反馈的三相光伏逆变器反孤岛方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种反孤岛方法，尤其是一种基于相角偏移正反馈的三相光伏逆变器反孤岛方法。

背景技术

目前以新能源组成的发电系统以风力、太阳能并网发电为代表；由于最初的电能不够稳定，一般多采用通过电力电子技术转化为稳定的直流，再经由逆变器获得同步交流的并网方式。倘若电力系统配网中的某条线路发生故障，则会依靠最近的继电保护装置来清除，若此配网中存在着并网式发电系统，则分布式电源会继续向与电网断开的配网供电，在一些特殊的情况下形成独立的小型发电系统，此种现象为“孤岛效应”，孤岛运行会给电网、用户、人身安全带来极大危害，主要表现为：在电网失电的情况下，发电设备仍作为孤立电源对负载供电这一现象，给线路维修人员带来了极大的安全隐患；无大电网的支撑，分布式电源的电能质量得不到保证。

目前光伏逆变器反孤岛方法大多数采用频率扰动加上被动检测方法，此类反孤岛检测方法存在不稳定性缺点：当逆变输出在不同功率段(10％～100％)出现孤岛时存在反孤岛失败，对电网维修人员安全存在隐患；在正常情况下扰动过大、过频繁，影响逆变电流谐波、影响电网功率因数。

发明内容

本发明的目的是提供一种一种相角偏移正反馈反孤岛方法，适宜在不同功率段反孤岛，对电网性能指标没有影响。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种基于相角偏移正反馈的三相光伏逆变器反孤岛方法，在逆变器并网条件下，以时间T为周期对电网相位进行扰动，每次扰动相角为Δθ；在电网电压相角为0度时开始累加，假设时间T内总共累加n次，也即电流相位超前电压n*Δθ度，同时计算出电网电压当前频率与上周期频率的误差值Δf，将此误差值作为相角偏移正反馈量。

进一步的，对Δ进行限幅，防止电网跳变及干扰引起的误动作。

本发明所述的基于相角偏移正反馈的三相光伏逆变器反孤岛方法，在孤岛发生时，当前电压频率大于上周期频率，Δf为正，控制环将此正值引入正反馈，此时扰动量变为n*Δθ+Δf，等效于加大正向扰动，相位扰动越来越大，电压频率偏移也越来越大，形成了正向偏移正反馈系统，直到频率超标，系统报过频错误，达到孤岛保护的目的。

附图说明

下面根据实施例和附图对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明所述的基于相角偏移正反馈的三相光伏逆变器反孤岛方法正反馈系统控制框图。

具体实施方式

本发明所述的基于相角偏移正反馈的三相光伏逆变器反孤岛方法，在逆变器并网条件下，以时间T为周期对电网相位进行扰动，每次扰动相角为Δθ，在电网电压相角为0度时开始累加，假设时间T内总共累加n次，也即电流相位超前电压n*Δθ度，同时计算出电网电压当前频率与上周期频率的误差值Δf，将此误差值作为相角偏移正反馈量。

正反馈系统控制框图如图1所示。

在没有孤岛时，电网电压相位由电网决定，Δf＝0，正反馈量为0。三相电流相位始终与电压保持同步，即逆变器功率因数PF值大于0.99。

在孤岛发生时，当前电压频率大于上周期频率，Δf为正，控制环将此正值引入正反馈，此时扰动量变为n*Δθ+Δf，等效于加大正向扰动，相位扰动越来越大，电压频率偏移也越来越大，形成了正向偏移正反馈系统，直到频率超标，系统报过频错误，达到孤岛保护的目的。同时对Δf进行限幅，防止电网跳变及干扰引起的误动作。

采用本发明所述方法，其测试结果为：孤岛发生开始至135ms逆变器保护(要求2S以内)，具有可靠性高，快速性好的特点。此方法适用于三相光伏逆变器，可避免不同功率等级下反孤岛失效，具有精确快速反孤岛能力；电网跳变不会引起孤岛误判，对电网性能指标(THD，PF)值没有影响。