[发明专利]逆变装置及孤岛运转的检测方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种电源转换技术，且特别是有关于一种逆变装置及孤岛运转的检测方法。

背景技术

为了降低石化能源的消耗率，现今的电力系统积极的发展再生能源的应用。在现有的应用中，并网式的交流配电系统即是现今电力系统发展的主流趋势，所述并网式的交流配电系统可利用太阳能发电与风力发电等再生能源发电作为小型的分散式电源系统，所述分散式电源系统会与电网并接，藉以共同供电给后端的负载装置使用。

然而，此类交流配电系统现有且无可避免的问题是分散式电源系统时常会产生孤岛运转的现象。更具体地说，在此类交流配电系统下，电网会在供电发生异常或在进行维护时，断开与分散式电源系统的逆变装置和后端的负载装置之间的连接，从而隔离于交流配电系统外。此时，若逆变装置并未检测到电网已经隔离于交流配电系统之外，而持续地单独对负载装置供电，则此现象一般称之为孤岛运转。在孤岛运转的情形下，由于分散式电源系统所提供的电源相对不稳定，如此便可能会造成负载装置损坏。

发明内容

本发明提供一种逆变装置及孤岛运转的检测方法，其可精确地检测出逆变装置是否发生孤岛运转的情形。

本发明的逆变装置包括逆变电路以及控制电路。逆变电路与电网并接，其中逆变电路接收直流输入电源，并且将直流输入电源转换为交流输出电压与交流输出电流。控制电路耦接逆变电路，用以控制逆变电路的电源转换，其中控制电路以预设时间间隔产生扰动信号来扰动逆变电路所产生的交流输出电流，并且检测交流输出电压的频率是否位于预设频率范围内，藉以决定是否启用孤岛保护机制。

在本发明一实施例中，控制电路依据交流输出电压的电压零点周期来判断交流输出电压的频率是否位于预设频率范围内。

在本发明一实施例中，交流输出电流的电流周期受控于扰动信号而变动；当电网正常运作并且与逆变电路并接时，电压零点周期不受电流周期的变动所影响，以及当电网发生异常并且与逆变电路断开时，电压零点周期随电流周期的变动而改变。

在本发明一实施例中，逆变电路反应于扰动信号的产生而调整其电源转换行为，藉以缩短或延长电流周期。

在本发明一实施例中，逆变电路反应于扰动信号的产生而停止电源转换，藉以缩短电流周期。

在本发明一实施例中，控制电路包括零电压检测单元、频率检测单元、保护单元以及驱动控制单元。零电压检测单元耦接逆变电路的输出端，用以检测交流输出电压的零电压时间点。频率检测单元耦接零电压检测单元，用以依据交流输出电压的零电压时间点计算电压零点周期。保护单元耦接频率检测单元，用以依据电压零点周期判断交流输出电压的频率是否位于预设频率范围，并且在交流输出电压的频率非位于预设频率范围内时发出保护信号。驱动控制单元耦接保护单元，用以依据保护信号启用孤岛保护机制，藉以控制逆变电路的运作。

本发明的孤岛运转的检测方法适用于交流配电系统，其中交流配电系统包括逆变装置与电网，逆变装置与电网相互并接，检测方法包括以下步骤：通过逆变装置接收直流输入电源；通过逆变装置将直流输入电源转换为交流输出电压与交流输出电流；以预设时间间隔产生扰动信号来扰动逆变装置所产生的交流输出电流；检测交流输出电压的频率是否位于预设频率范围内；以及当交流输出电压的频率非位于预设频率范围内时，判定逆变装置发生孤岛运转现象。

在本发明一实施例中，检测交流输出电压的频率是否位于预设频率范围的步骤包括：检测交流输出电压的零电压时间点；依据交流输出电压的零电压时间点计算电压零点周期；以及依据电压零点周期来判断交流输出电压的频率是否位于预设频率范围内。

在本发明一实施例中，以预设时间间隔产生扰动信号来扰动逆变装置所产生的交流输出电流的步骤包括：令逆变电路反应于扰动信号调整其电源转换行为，藉以缩短或延长电流周期。

在本发明一实施例中，令逆变电路反应于扰动信号调整其电源转换行为，藉以缩短或延长电流周期的步骤包括：令逆变电路反应于扰动信号停止电源转换，藉以缩短电流周期。

在本发明一实施例中，所述的孤岛运转的检测方法还包括以下步骤：当判定逆变装置发生孤岛运转现象时，启用孤岛保护机制。

基于上述，本发明实施例提出一种逆变装置及孤岛运转的检测方法。所述逆变装置可通过周期性地扰动交流输出电流，再检测交流输出电压是否随之变动的方式来判断逆变装置是否发生孤岛运转的情形，藉以精确地在孤岛运转发生时立即启用孤岛保护机制以避免后端的负载装置发生损坏。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明