[发明专利]一种两个谐波电流同时注入时的孤岛效应检测系统及方法

权利要求书

1.一种两个谐波电流同时注入时的孤岛效应检测系统，其特征在于，包括依次相连的光伏电池阵列和单相光伏并网逆变电路，依次连接在所述单相光伏并网逆变电路的一个输出端的逆变器输出电流传感器和并网开关，连接在所述并网开关与逆变器输出电流传感器的公共端与单相光伏并网逆变电路的另一个输出端之间的公共耦合点电压传感器，以及零线与所述单相光伏并网逆变电路的另一个输出端连接、火线与并网开关远离逆变器输出电流传感器的一端连接的单相电网。

2.一种基于权利要求1所述的两个谐波电流同时注入时的孤岛效应检测系统的孤岛效应检测方法，其特征在于，包括：

a、根据参考输出电流Iref与逆变器输出电流传感器的反馈电流值的误差，通过对电流控制器输入电流的控制，控制单相光伏并网逆变电路的功率变换；

b、根据逆变器输出电流传感器的反馈电流通过逆变器输出电流的戈泽尔算法，分别计算出0.5次（25Hz）和2次（100Hz）的谐波电流幅值I25和I100；

c、根据公共耦合点电压传感器4的反馈电压通过公共耦合点电压的戈泽尔算法，分别计算出0.5次（25Hz）和2次（100Hz）的谐波电压幅值V25和V100；

d、根据谐波阻抗计算公式分别计算出z25和z100，根据计算结果判断待测系统是否发生孤岛效应。

3.根据权利要求2所述的两个谐波电流同时注入时的孤岛效应检测方法，其特征在于，所述步骤a具体包括：

向参考输出电流Iref中注入0.5次（25Hz）和2次（100Hz）参考谐波电流的计算公式如下： 

（1）

其中，Iref为参考输出电流，Ip为单相光伏并网逆变器的参考输出电流峰值，θ1为由锁相环产生与公共耦合点电压同步的旋转角度，h1为2次（100Hz）谐波电流峰值系数，一般小于基波额定电流峰值的1.25%，h2为0.5次（25Hz）谐波电流峰值系数，一般小于基波额定电流峰值的1%；

参考输出电流Iref与逆变器输出电流传感器的反馈电流值的误差，作为电流控制器的输入进行电流控制；

电流控制器的输出经过功率开关管驱动信号生成单元计算生成控制脉冲信号，该控制脉冲信号去控制单相光伏并网逆变电路进行功率变换。

4.根据权利要求2所述的两个谐波电流同时注入时的孤岛效应检测方法，其特征在于，所述步骤b具体包括：

根据下面的公式（2）、（3）和（4），计算逆变器输出电流的戈泽尔算法对应的0.5次（25Hz）谐波电流幅值I25：

（2）

             （3）

（4）

在公式（2）、（3）和（4）中，fs为采样频率，当令fs=10kHz时，f25为25Hz，N25为25Hz对应的40ms周期内采样总点数，S25[n]、S25[n-1]、S25[n-2]分别表示第n次、n-1次、n-2次采样所对应的中间变量值，S25[n-1]、S25[n-2]的初始值都为0，I[n]表示第n次逆变器输出电流传感器的反馈电流采样值，n的取值范围为0~ N25-1，S25[N25-1]、S25[N25-2]分别表示第N25-1次、N25-2次采样所对应的中间变量值；

根据公式（5）、（6）和（7），计算逆变器输出电流的戈泽尔算法对应的2次（100Hz）谐波电流幅值I100：

（5）

         （6）

（7）

在公式（5）、（6）和（7）中，fs为采样频率，当令fs=10kHz时，f100为100Hz，N100为100Hz对应的10ms周期内采样总点数，S100[n]、S100[n-1]、S100[n-2]分别表示第n次、n-1次、n-2次采样所对应的中间变量值，S100[n-1]、S100[n-2]的初始值都为0，I[n]表示第n次逆变器输出电流传感器的反馈电流采样值，n的取值范围为0~N100-1，S100[N100-1]、S25[N100-2]分别表示第N100-1次、N100-2次采样所对应的中间变量值。