[发明专利]一种适用于分布式电源孤岛检测的变流器检测装置及方法

说明书

技术领域

本发明属电力系统控制技术领域，具体涉及一种适用于分布式电源孤岛检测的变流器检测装置及方法。

背景技术

随着新能源发展。光伏与风电等分布式发电系统得到了广泛应用，而孤岛效应检测是分布式发电并网时的一个重要问题。对于以光伏发电和风力发电等为基础的分布式并网发电系统而言，当电网断电或分布式电源从电网断开时，若并网发电系统未能检测出停电状态而脱离电网，将会继续工作并与周围的负载形成一个独立供电的孤岛系统，即发生所谓的孤岛效应。

目前，并网变流器的孤岛效应检测方法主要分为主动式(也叫有源检测法)和被动式(也叫无源检测法)两种。被动式检测法通过检测变流器交流输出端电压、频率、相位或谐波的变化来检测孤岛效应。但是当负载和变流器输出功率不匹配，存在较大的检测盲区；不能直接测量，需要通过复杂算法计算，如电压谐波、输出有功等；检测时间长等。主动式检测方法是指通过在并网变流器的输出加以电流、频率或者相位干扰信号，并检测其对线路电压的影响。但是控制较复杂；由于频率或相位的偏移，给电网注入谐波，降低了变流器输出的电能质量。因此设计出具有孤岛检测功能的变流器集成试验装置，能够清楚方便指导系统是否处于孤岛运行状态，同时扩大检测范围，使盲区缩小甚至消除的一个试验装置显得极其重要。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种适用于分布式电源孤岛检测的变流器检测装置及方法。

一种适用于分布式电源孤岛检测的变流器检测装置，包括电流器和信号检测单元；

所述信号检测单元包括：频率信号检测电路、电压传感器、电流传感器、同步信号采样电路、信号调理电路、A/D转换电路、DSP控制芯片和显示装置；

所述变流器的输入端连接分布式电源，所述变流器的输出端连接频率信号检测电路的输入端、电压传感器的输入端和电流互感器的输入端；所述电压传感器的输出端和电流传感器的输出端连接同步信号采样电路的输入端；所述同步信号采样电路的输出端和频率信号检测电路的输出端连接信号调理电路的输入端，所述信号调理电路的输出端连接A/D转换电路的输入端，所述A/D转换电路的输出端连接DSP控制芯片的输入端，所述DSP控制芯片的输出端连接显示装置。

所述同步信号采样电路，包括：第一运算放大器、第二运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容、第二电容和第三电容；

所述第一运算放大器的负输入端与其输出端相连，所述第一运算放大器的正输入端连接第一电阻的一端和第一电容的一端，所述第一电容的另一端接地，所述第一电阻的另一端作为同步信号采样电路的输入端；所述第一运算放大器的输出端连接第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端连接第二电容的一端、第四电阻的一端和第二运算放大器的正输入端，所述第二电容的另一端接地，所述第四电阻的另一端连接第二运算放大器的输出端，所述第二运算放大器的负输入端连接第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端接地；所述第二运算放大器的输出端连接第五电阻的一端和第三电容的一端，所述第五电阻的另一端连接电源，所述第三电容的另一端接地，所述第二运算放大器的输出端作为同步信号采样电路的输出端。

所述的频率信号检测电路，包括：第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第四电容、第五电容、第六电容、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、三极管和555定时器；

所述第一二极管的负极连接第二二极管的负极、第四电容的一端、第六电阻的一端、第八电阻的一端、三极管的发射极和555定时器，所述第一二极管的正极连接第三二极管的负极，所述第二二极管的正极连接第四二极管的负极，所述第三二极管的正极连接第四二极管的正极、第四电容的另一端、第五电容的一端、第六电容的一端、第十一电阻的一端和555定时器，所述第六电阻的另一端连接第七电阻的一端和555定时器，所述第七电阻的另一端连接第五电容的另一端和555定时器，第八电阻的另一端和第九电阻的一端，所述第九电阻的另一端连接555定时器，第六电容的另一端连接555定时器，所述三极管的集电极连接第十电阻的一端，所述第十电阻的另一端连接第十一电阻的另一端，所述第五二极管并联于第十一电阻的两端。

所述信号调理电路，包括：第三运算放大器、第四运算放大器、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第六二极管和第七二极管；