[发明专利]一种光伏并网系统的孤岛检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光伏并网系统的孤岛检测方法，属于光伏并网系统控制技术应用领域。

背景技术

光伏并网逆变器的孤岛现象是指电网由于电气故障或自然因素等原因中断供电时，逆变器仍向电网输送电能，与本地负载共同形成一个公共电网系统无法控制的自给供电孤岛。逆变器侧的孤岛检测方法按是否人为施加扰动可分为被动式(无源)和主动式(有源)2种，被动式检测是指通过检测公共点处的电压是否出现异常可分为过电压/欠电压、过频/欠频孤岛检测法、相位突变检测法、电压谐波检测法等，具有原理简单、容易实现，对电能质量无影响等优点，但是单独采用其中任一种孤岛检测方法时，会出现较大的检测盲区；而主动检测方法通过加入干扰打破了孤岛运行下系统和负载之间的平衡，使公共节点电压超出阈值范围，从而检测出孤岛。常见的主动检测方法有主动频率偏移法、自动相位偏移法和电流幅值干扰法等。

主动频率偏移法的原理是：控制光伏并网扰动电流的频率，使光伏并网逆变器输出电流频率比公共耦合点电压的频率略高(或略低)，当电网供电正常时，公共耦合点频率受电网频率的钳制不发生变化，一旦电网失压，公共耦合点频率将受给定扰动电流频率的影响发生偏移，最终超出频率保护设定值而封锁逆变器，实现孤岛保护。该方法是一种较好的主动式检测方法，无需添加任何硬件，只要施加的频率干扰系数足够大，就能保证很高的孤岛检出率，但是其电流给定非正弦引入的电流畸变，对电能质量会产生不良影响是阻碍主动式孤岛检测方法被广泛使用的重要因素；电流幅值干扰法的原理是：通过周期性地对给定电流幅值施加干扰，通过判断光伏并网耦合点电压是否越限来决定是否出现了孤岛。该方法不存在检测盲区，但是降低了光伏并网逆变的有功输出，是以降低发电效率为代价的。

因此，如何保证既快速检测出孤岛，又对光伏并网发电的电能质量和效率造成的影响最小，是孤岛检测技术的关键。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中的不足，提出一种对电网谐波影响小，检测速度快，并且对光伏并网系统的有功输出影响小的光伏并网系统的孤岛检测方法。

该发明方法的特征在于：通过检测公共耦合点PCC处电压频率f_u朝某方向的变化次数n，从而自适应分段调节频率偏移正反馈系数k，加速频率偏移，且若该变化次数n的绝对值超过12次，公共耦合点PCC处电压频率f_u仍未越限，则施加持续2个工频周期的负脉冲电流幅值干扰，触发欠压保护，从而检测出孤岛。

本发明是通过以下技术方案实现：

步骤1设定n初值为0且n为整数；

步骤2通过过零检测电路将公共耦合点PCC处电压u_pcc过零时上升沿或下降沿信号送入数字处理器，并实时计算公共耦合点PCC处电压周期T_u，进而得到公共耦合点PCC处电压频率f_u；

步骤3若公共耦合点PCC处电压频率f_u增加，则n自增1；若公共耦合点PCC处电压频率f_u减小，则n自减1；若公共耦合点PCC处电压频率f_u不变，则n保持不变；

步骤4判断公共耦合点PCC处电压频率f_u是否超出了频率阈值设定的范围以及公共耦合点PCC处电压u_pcc是否超出了电压阈值设定的范围，若公共耦合点PCC处电压频率f_u在频率阈值设定的范围并且公共耦合点PCC处电压u_pcc也在电压阈值设定的范围内，则进入步骤5；否则，判定孤岛发生；所述的频率阈值包括频率上限阈值和频率下限阈值，频率上限阈值为50.5Hz，频率下限阈值为49.5Hz；所述的电压阈值包括电压上限阈值和电压下限阈值，电压上限阈值为(220×1.1)V，电压下限阈值为(220×0.88)V；

步骤5按式(1)和(2)计算得到截断系数cf，其中k为频率偏移正反馈系数；