[发明专利]用于检测DC/AC转换器装置的孤岛状况的方法及其DC/AC转换器装置

说明书

用于检测电网连接的能量转换系统和相关的DC/AC转换器装置的孤岛状况的方法，所述DC/AC转换器装置适于在保持电力质量方面优化性能，为电站的所有逆变器提供同步频率扰动，在实体和安全标准要求的时间内提供断电能力，提供对电网频率波动的抗扰度。

本发明涉及发电系统领域，尤其涉及包括可再生能源(例如光伏板或风力涡轮机)的发电系统。

特别地，本发明涉及一种用于检测DC/AC转换器装置的孤岛状况的改进的方法。

包括可再生能源的发电系统通常被设计为产生电力以直接输送到主网，例如电力公用电网。

为此目的，发电系统通常配备有一个或多个DC/AC转换器装置，每个DC/AC转换器装置适于将由相应的发电装置(例如光伏电站)产生的DC电力转换成AC电力以输送到主网。

通常，发电系统的DC/AC转换器装置始终电连接到主网。

然而，响应于系统需要或异常状况(例如主网中的故障或电力中断)，所述装置可以与主网电气断开但仍然工作，以所谓的“孤岛模式”操作而不再以“电网连接模式”操作。

以孤岛模式操作的DC/AC转换器装置可能是非常危险的，特别是对于实体的工作人员而言，他们可能没有意识到电路仍然被供电，因为所述装置正在与电连接到其上的谐振电路交换电力。

因此，发电系统的DC/AC转换器装置通常设置有控制装置，该控制装置被配置为实现检测方法以检查其是否在孤岛状况下操作。

在过去几年中已经提出了几种用于检测DC/AC转换器装置的孤岛状况的技术方案。

这些技术方案总体上可分为被动检测方法和主动检测方法。

被动检测方法通常提供了监视在DC/AC转换器装置和主网之间的公共耦合点处的给定的物理参数(例如，电压和频率，电网电压变化率或电网频率变化率)，并且，如果检测到的参数与给定的标称值或平均值不同，则防止所述DC/AC转换器装置向主网供电。

主动检测方法提供了在DC/AC转换器装置的操作中引入受控扰动，并监测公共耦合点处的AC电压的响应行为，以确定所述DC/AC转换器装置是否仍连接到主网。

所述主动检测方法的已知示例是所谓的类Sandia^TM频移方法和类Sandia^TM电压移位方法。

制造商通常优选主动检测方法，因为与被动检测方法相比，其特征在于更窄的NDZ(非检测区域)和更快的检测时间。

EP3079217A1公开了一种用于检测电网连接的DC/AC转换器装置是否以孤岛模式操作的方法。

根据所公开的实施例，将初始频率扰动提供给参考信号，该参考信号通常被处理以控制由DC/AC转换器装置提供的输出电压，同时监视在与主网的公共耦合点处的AC电压的频率。

取决于公共耦合点处的AC电压的响应于所述初始频率干扰的频率行为，立即修改DC/AC转换器装置的操作或者对所述参考信号施加更强的频率干扰以检查是否存在孤岛状况。

根据该方法，所提到的初始频率扰动可以包括施加具有预定义频率扰动值的频率扰动，所述预定义频率扰动值针对第一预定义数量n个AC循环具有正符号，并且针对第二预定义数量m个AC循环具有负符号。

对于随后的n+m个AC循环序列周期性地施加上述初始频率扰动，直到检测到公共耦合点处的AC电压的响应频率漂移。

在上述文献中公开的方法在检测DC/AC转换器装置的可能的孤岛状况方面显示出优异的结果。

然而，在现有技术中，仍然需要提供顶级孤岛检测性能的技术方案，特别是当多个DC/AC转换器装置在同一公共耦合点处电连接时。