[发明专利]一种可实现电力电子孤岛检测和模拟电网交流源的装置

说明书

本发明涉及一种可实现电力电子孤岛检测和模拟电网交流源的装置，主要由三相电网、Δ/Y连接的三相隔离变压器、并网变换器、直流母线、模拟负载变换器、三相被试电源装置组成；三相电网与Δ/Y连接的三相隔离变压器相连，Δ/Y连接的三相隔离变压器与并网变换器相连，并网变换器通过直流母线与模拟负载变换器相连，三相被试电源装置的两侧分别与模拟负载变换器、三相电网相连。并网变换器以较高的效率回馈输电网，通过模拟负载对有功功率的处理，并且对电源产生的无功功率进行处理，抵消损失对谐波。本装置还可以作为模拟电网交流源，可以输出正常的电网电压，模拟常见电网现象。

技术领域

本发明涉及电工技术中的自动化技术领域，具体是涉及一种可实现电力电子孤岛检测和模拟电网交流源的装置。

背景技术

随着以光伏、风力发电等新能源兴起带来的分布式发电系统大面积更新，孤岛效应，是并网逆变器运行过程的必然隐患，解决方案也更加重要，它很可能损害电路设施甚至危害相关人员的安全问题，孤岛的检测与保护对于并网发电系统来说，无论怎么强调都不为过。以采用可调的RLC并联负载为代表的新能源的开发和利用的兴起，并网逆变技术得到了高速的发展，这也是当前孤岛检测的主要实验装置。但是由于故障或人为等模拟孤岛负载，这种装置不仅体积庞大、造价高，还消耗大量的电能。

本发明提出一种电力电子孤岛检测和模拟电网交流源的装置，提高了实验设备的使用寿命，减少了实验设备的维护成本，另外在体积与重量方面也将会有明显的优势。

发明内容

本发明解决的问题是：在并网逆变对新能源器的防护这个问题上，为了克服传统的可调RLC并联负载体积庞大、造价高，电能消耗大而影响装置性能的缺点，结合以上背景和需求，本发明提供一种可实现电力电子孤岛检测和模拟电网交流源的装置，对新能源并网逆变器实时检测，提高系统的安全性和实用性。开发了具有的防孤岛功能检测功能的电力电子装置，综合考虑了工程实现的可行性，简化控制系统的整体设计。该装置能够满足检测新能源并网逆变器的防孤岛功能要求，并可以模拟电网的种种状态，节省了电能，并提高了装置的利用率。

为解决本发明的技术问题，所采用的技术方案为：

一种可实现电力电子孤岛检测和模拟电网交流源的装置，主要由三相电网、Δ/Y连接的三相隔离变压器、并网变换器、直流母线、模拟负载变换器、三相被试电源装置组成；所述三相电网与所述Δ/Y连接的三相隔离变压器相连，所述Δ/Y连接的三相隔离变压器与所述并网变换器相连，所述并网变换器通过所述直流母线与所述模拟负载变换器相连，所述三相被试电源装置的两侧分别与所述模拟负载变换器、三相电网相连。

进一步地，所述并网变换器的控制系统硬件架构包括控制器主芯片DSP 6747、DSP28335以及FPGA、FPGA；所述DSP 6747和DSP 28335通过总线分别与FPGA和FPGA相连；FPGA和FPGA通过高速串行总线进行连接；控制芯片DSP 6747负责逆变器等核心算法运算；控制芯片FPGA有16路模拟输入、8路光纤输入和4路光纤通讯；控制芯片FPGA有12路数字输入和12路数字输出；控制芯片DSP 28335用于对外通讯连接以及数字量输入输出等上层逻辑控制，具有CAN、RS485、RS422等通讯接口，并且可以通过接口与以太网相连。

进一步地，所述并网变换器的控制系统设计采用直流电压外环、并网电流内环的双控制策略，其电压外环采用PI控制器，其输出控制量经过dq/αβ变换，再分别与三相被试电源装置输入电流的无功及25次以下谐波电流指令及相叠加，分别作αβ坐标系指令和平行电流；通过电流内环控制器控制，保持电子设备的直流电压恒定以及补偿三相被试电源装置产生的谐波和无功功率。

作为本发明技术方案的进一步完善，上述三相被试电源装置采用输入谐波变步长自适应检测算法，具体为：

步骤3.1：无功及谐波分量的三相DBT输入电流为