[实用新型]一种光伏并网逆变器电子防孤岛测试装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光伏并网逆变器电子防孤岛测试装置，属光伏发电技术领域。

背景技术

近年来，分布式新能源发电凭借其经济性和有效性一直保持着持续增长的态势，其接入配电网也给电网带来了一系列的难题，其中“孤岛”是目前研究最广泛的课题之一。一旦孤岛发生，可能会造成诸如人身安全、经济效益、电能质量等方面的问题。根据标准要求逆变器并入10KV及以下电压等级配电网应具有防孤岛效应保护功能。若逆变器并入的电网供电中断，逆变器应在2s内停止向电网供电，同时发出警示信号。

目前，随着光伏并网逆变技术的成熟，已经涌现出许多的孤岛检测算法，光伏并网逆变器防孤岛检测方法可以分为两大类：被动式和主动式。其中被动式孤岛检测方法是基于检测电压、频率、谐波含量等参数是否越限来判断孤岛，为检测孤岛期间变化的电网参数实现，常用的策略有过/欠频率、过/欠电压检测法、相角跳变检测法、谐波检测法等，被动检测方法主要的优势在于不会对电能质量产生影响，但存在较大的检测盲区；主动检测方法是向逆变器电流的幅值、频率、相位等注入扰动量，在孤岛发生时引起公共点电压参数发生变化来判别孤岛状态，其主要优势在于减小甚至消除盲区，但随之带来的是恶化电网的电能质量甚至影响电网的稳定性；为光伏逆变器产生小扰动，电网的某一个参数发生变化，包括频率漂移法、无功功率变化法、谐波注入法。

目前光伏并网逆变器防孤岛保护主要采用可调RLC并联模拟负载实验室测试，该测试方法不仅测试流程复杂，同时测试条件苛刻，随着电力电子技术的发展，PWM控制技术越来越成熟，不仅准确控制整流、逆变器实现电压源及电流源，同时可是实现能量的双向传输。

目前光伏并网逆变器防孤岛保护主要采用可调RLC并联模拟负载实验室测试，该测试方法不仅测试流程复杂，同时测试条件苛刻。

传统RLC负载防孤岛保护试验平台主要由直流源、光伏并网逆变器、RLC测试单元、数字示波器、大电网组成，传统实验方法可调的RLC并联负载模拟孤岛负载，通过开关K2调节RLC负载，调节电阻、电感、电容的值，通过数字示波器监测人工调节RLC负载的输入功率接近光伏并网逆变器的并网功率，RLC测试装置缺点不仅体积庞大、造价高，消耗大量的电能，同时难以准确实现功率匹配。

发明内容

本实用新型的目的是，为了提高光伏并网逆变器防孤岛测试水平，有效解决传统的RLC负载测试条件的限制，针对传统RLC负载防孤岛保护试验平台存在的缺点，本实用新型公开一种光伏并网逆变器电子防孤岛测试装置。

实现本实用新型的技术方案是，一种光伏并网逆变器电子防孤岛测试装置，包括直流侧、输入侧、输出侧和控制系统；输入侧通过直流侧连接输出侧；控制系统控制直流侧、输入侧和输出侧的工作参数。

所述电子防孤岛装置串联在光伏并网逆变器与大电网之间，所述电子防孤岛装置从电网侧吸收能量稳定直流侧电压，输入侧逆变形成电压源；并网逆变器检测到稳定频率的电压源后实时跟踪电压输出，并网逆变器功率潮流流向电子防孤岛输入侧，输出侧通过四象限控制策略将能量反馈电网。

所述装置采用实时功率匹配的三相四线制背靠背结构电力电子防孤岛保护策略，实现与光伏并网逆变器功率的实时匹配，自动生成R、L、C参数，智能计算有功功率、无功功率与额定值的偏差百分比，实现光伏并网逆变器防孤岛功能的自动化测试，同时将全过程测试能量反馈电网，实现能量的循环利用。

所述装置输入侧模拟交流电压源实现光伏并网逆变器与测试装置在有功功率、无功功率的高精度匹配；输出侧将从输入侧吸收的有功功率高效逆变反馈电网，控制系统采用自适应模糊PI控制。

所述自适应模糊PI控制，以常规PI控制为前提，采用模糊推理思想，将误差e和误差变化率e_c作为模糊控制器的两个输入量，通过模糊控制器的输出变量，利用模糊规则对PID参数进行实时整定，从而使PID参数最优；

模糊控制是对2个参数进行实时整定，以满足不同输入误差量e和误差变化率e_c，确保被控对象有良好的动、静态性能；首先根据经验值设定的值，然后通过模糊推理得到修正值△k_p、△k_i，由经验值和修正值得到最优k_p和k_i；

上式中为系统的经典PI参数，△k_p、△k_i为模糊推理得到的调整值；

根据自适应模糊PID控制结构，实现对PI参数的优化，根据PI的控制算式：