[发明专利]一种三相并网逆变器的孤岛检测方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及孤岛检测领域，尤其涉及一种基于无功扰动的三相并网逆变器的孤岛检测方法及装置。

背景技术

太阳能、风能、燃料电池等新能源并网发电系统接入公共电网时，公共电网停止供电后太阳能、风能、燃料电池等新能源并网发电系统的存在，使电网停电区的部分线路仍维持带电状态，形成自给电力供应的孤岛。在孤岛状态下电力公司就失去对线路电压、频率的控制，进而会带来一系列的安全隐患及事故纠纷。

为此，需要对孤岛状态进行快速、有效的检测，以消除非计划孤岛运行可能产生的危害。

在检测单相或两相孤岛时，可通过向逆变器的输出电流注入无功电流以检测并网点的相位角变化来判断。但该方法并不能判断出三相孤岛状态。基于三相孤岛状态时，系统频率会发生偏移，可采用频率偏移方式来判断系统三相孤岛状态，但当系统发生单相、两相孤岛故障，系统频率不会发生偏移。然而，在实际三相并网逆变器中，系统可能发生单相、两相以及三相孤岛故障，系统只能判断出单相、两相孤岛或只能判断出三相孤岛对孤岛的检测是不够的。因此，需要开发一种能检测单相、两相和三相孤岛的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三相并网逆变器的孤岛检测方法及装置，以快速准确的检测出孤岛状态。

基于上述目的，本发明实施例提供了一种三相并网逆变器的孤岛检测方法，包括如下步骤：

a、向逆变器的输出电流上注入无功电流；所述无功电流包括周期性的无功电流I_q1和I_q2，其中I_q2=I_d*(F-FN)*K,I_d为逆变器发出的有功电流分量，F为并网点所检测到三相电压频率的平均值，F_N为电网频率的额定值，K为比例系数;

b、分别滑动平均计算每个扰动周期的正半轴和负半轴的三相电网电压的每两相之间的相位角；

c、计算当前半轴与上一半轴的三相电网电压的每两相之间的相位角的变化量；

d、计算所述当前半轴与所述上一半轴的无功电流I_q1的变化量；

e、判断当前半轴与上一半轴的三相电网电压的每两相之间的相位角的变化量是否满足第一个相位角的变化量与所述无功电流I_q1的变化量成正比且方向相同，第二个相位角的变化量与所述无功电流I_q1的变化量成正比且方向相反，第三个相位角的变化量不受所述无功电流I_q1的影响；若满足，则确定发生单相或两相孤岛；

f、计算并网点的三相电压频率情况，判断三相电压频率是否超过预设的电压频率阀值；

g、若超过，则确定为三相孤岛；若没有超过，则计算并网点处的三相电压频率的平均值F，以计算对应的I_q2。

优选的，所述方法还包括：

当确定发生单相或两相孤岛后，若判断到所述第一相位角的变化量：所述无功电流I_q1的变化量=1:1且所述第二相位角的变化量：所述无功电流I_q1的变化量=-1:1，则为单相孤岛，并且孤岛相位为所述第一相位角和所述第二相位角各自对应的两相的共同拥有相；

若判断到所述第一相位角的变化量：所述无功电流I_q1的变化量=2:1且所述第二相位角的变化量：所述无功电流I_q1的变化量=-2:1，则为两相孤岛，并且孤岛相位为所述第一相位角和所述第二相位角各自对应的两相的共同拥有相以外的其他两相。

优选的，，以所述当前半轴与所述上一半轴的每两相之间的相位角的变化量作为所述当前半轴所在的扰动周期的下一个扰动周期要注入的无功电流I_q1的正反馈。

优选的，，所述无功电流为所述逆变器的输出电流的1%。

优选的，，所述方法通过系统过零点中断，实现三相电网电压的每相电压的相位捕获，以计算每两相之间的相位角。

本发明还提供了一种三相并网逆变器的孤岛检测装置，装置包括：

无功电流注入单元，用于向逆变器的输出电流上注入无功电流；所述无功电流包括周期性的无功电流I_q1和I_q2，其中I_q2=I_d*(F-FN)*K,I_d为逆变器发出的有功电流分量，F为并网点所检测到三相电压频率的平均值，F_N为电网频率的额定值，K为比例系数；