[发明专利]一种防孤岛检测实验负载装置控制算法

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，特别指一种防孤岛检测实验负载装置控制算法。 

背景技术

当电网供电因故障事故或停电维修而跳闸时，由于各分布式并网发电系统未能及时检测出停电状态而将自身切离市电网络，就会形成由分布式发电系统和其相连负载组成一个自给供电的孤岛发电系统。从而会对输电线路维修人员造成安全危害，对一些用电设备也会造成损坏。 

现有的孤岛检测装置：RLC负载箱主回路由阻性负载、感性负载和容性负载三部分组成，三部分负载由负载箱内置开关分段控制，可在远程软件上实现自动、手动加载调节，阻性、感性、容性部分均可自由组合，并对RLC负载中的寄生电容、寄生电感、寄生电阻值进行补偿。 

现有的RLC负载箱通常要具备的功能有：一是精度要求高、加载过程电阻电感电容值不随温度而漂移；二是步进幅度要小、但最重要的是寄生量补偿和远程控制功能一定要有，否则不能适用。检测孤岛的RLC负载，L与C每偏差3%,谐振频率会偏差0.8Hz,传统负载是无法满足,所以RLC负载一定要有寄生量补偿，但是寄生量的补偿难以做到实时精确补偿，会导致实际RLC负载与理论计算值有一定的偏差。还有就是RLC负载本身的谐波量要小于2%。长时间测试时负载箱电阻R发热引起阻值热漂移导致电阻值发生变化，影响RLC负载的精度。由于要做到对不同功率的并网逆变器都能检测出孤岛效应同时为了满足精度要求RLC负载的步进幅度尽量小，所以RLC负载箱的体积通常都非常大。 

这种负载模拟装置的电阻、电容等负载大小采用机械式调整需要很多元器件的组合，所以价格昂贵，且使用寿命低。其中负载的有功功率完全通过电阻消耗，所以在进行大功率并网逆变器检测实验时，会消耗大量电能，造成环境污染。 

采用变流器装置模拟并联RLC负载的特性，对分布式发电并网逆变器进行孤岛检测。该装置采用三相H桥结构逆变电路，根据模拟负载的需要控制逆变器输出一定的有功功率和无功功率。利用有功功率和无功功率及并网点电压可得到该装置对外的R、Ｌ、C特性，因此通过控制三相逆变电路可完全实现电阻、电感、电容的单个或组合特性，从而可取代RLC并联负载对不同功率的并网逆变装置进行孤岛检测。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种用逆变器和小容量RLC负载箱来取代RLC负载箱并能体现RLC负载特性的装置，主要是提供一种防孤岛检测实验负载装置控制算法。通过控制变流器输出的有功功率和无功功率与调节小容量RLC负载箱调节来精确体现RLC负载的特性，以满足不同功率的并网逆变装置孤岛检测的要求。本装置体积小，不存在热漂移现象和寄生量补偿，能够根据并网功率由程序控制自动调节负载特性，因而精度高，反应快。 

本发明采用以下方案： 

一种防孤岛检测实验负载装置控制算法,由以下步骤构成： 

步骤一、采集电网电压e_a、e_b、e_c，将其变换到极坐标下求得电网电压的幅值E； 

步骤二、对电网电压e_a、e_b、e_c进行锁相跟踪得到电网角频率ω； 

步骤三、利用电压幅值E、电网频率ω和给定的R、Ｌ、Ｃ值计算防孤岛实验检测负载装置输出的有功功率和无功功率，将该有功功率和无功功率作为控制部分功率环的给定参考值P^*和q^*； 

步骤四、采集该装置Ｂ逆变桥输出的电流i_a、i_b、i_c，对其进行坐标变换，变换到两相静止坐标系下得到i_a、i_β。对采集的电网电压e_a、e_b、e_c进行相同的坐标变换，得到e_α、e_β，根据公式（8）计算得到实际该装置输出的有功功率P和无功功率q； 

步骤五、分别计算有功功率给定参考值P^*与实际有功功率ｐ的差值、无功功率给定参考值q^*与实际无功功率ｑ的差值，将这两个差值分别送入PI调节器得到U_d，U_q； 

步骤六、经过一个两相旋转坐标系到三相静止坐标系的变换得到U_a，U_b，U_c；