[发明专利]一种用于防孤岛检测的RLC负载模拟系统及其控制方法

说明书

本发明提供一种用于防孤岛检测的RLC负载模拟系统及其控制方法，包括能量回馈单元、负荷特性模拟单元、控制模块和控制平台；所述能量回馈单元的交流端接入交流电网，所述能量回馈单元的直流端与负荷特性模拟单元共直流母线，所述负荷特性模拟单元的交流端与并网逆变器连接后接入交流电网；所述控制模块接收控制平台的指令发送给所述能量回馈单元和负荷特性模拟单元；所述能量回馈单元根据控制平台的指令对电网电压进行脉冲宽度调制整流；所述负荷特性模拟单元根据控制平台的指令进行工作模式的选择。本发明提供的技术方案中能量从EUT到负荷特性模拟单元，再由能量回馈单元馈入电网，省去以前RLC防孤岛负载装置中的能耗电阻，节约大量电能，绿色环保。

技术领域

本发明属于变流控制技术领域，具体涉及一种用于防孤岛检测的RLC负载模拟系统及其控制方法。

背景技术

智能电网、含可再生能源的分布式发电技术的近十年来得到了快速发展和普及，由于并网系统直接将可再生能源发出的电能逆变后馈送到电网，因此在工作时必须满足并网的技术要求以确保系统安装者的安全以及电网的可靠运行。对于通常系统工作时可能出现的功率器件过流、功率器件过热、电网过/欠压等故障状态，比较容易通过硬件电路与软件配合进行检测、识别并处理。但对于可再生并网系统来说，还应考虑一种特殊故障状态下的应对方案，即孤岛效应的防止。

根据国际能源机构(IEA)提供的报告：孤岛现象是指用于分布式发电系统连接的电网，由于电网部分电路发生故障或电力工作人员维修而停电时，安装在各个用户端的并网发电系统没有能够及时检测出电网的断开而停止运行，却继续独自向本地负载供电的现象，从而产生如图1所示的不受控制和自给供电的孤立发电系统。

对孤岛效应的研究可以分为两种情况即反孤岛效应和利用孤岛效应。反孤岛效应(可简称为反孤岛)是指禁止非计划孤岛效应的发生，由于这种供电状态是未知的，将造成一系列的不利影响，并且随着电网中分布式发电装置数量的增多，其造成危险的可能性增大，而传统的过/欠压、过/欠频保护已经不再满足安全供电的要求，因此UL1741、IEEEStd.929中规定，发电装置必须采用反孤岛方案来禁止非计划孤岛效应的发生。利用孤岛效应是指按预先配置的控制策略，有计划地发生孤岛效应，具体是指在因电网故障或维修而造成供电中断时，由分布式发电装置继续向周围负载供电，从而减少因停电而带来的损失，提高供电质量和可靠性的情况，因此尽管IEEE Std.1547.1明确规定了反孤岛测试电路和测试方法，但是同时也提出孤岛效应的利用将作为其未来要考虑的主要任务之一，然而必须要求系统中的分布式发电装置能够将电压和频率维持在标准规定的范围内。

防孤岛检测是并网逆变器出厂试验一定要检测的功能，光伏电站的验收也将防孤岛试验列为必测的检测项目。目前防孤岛试验的装置是RLC负载，这对RLC负载的电阻元器件选型要求非常高，为避免长时间测试时电阻R发热引起的阻值热漂移，市场上的产品在每一支路都采用正漂移与负漂移的元器件，以抵消热漂移引起的阻抗变化。另外，电阻R上的寄生电感会导致谐振频率偏差，会影响孤岛测试结果，市场上的产品须采用寄生量补偿功能以避免寄生量过大导致被测设备(EUT)的过欠频保护，而非孤岛保护。而且，RLC负载器件值的配置均为大量元器件通过接触器组合实现，属于有级切换，精度与可靠性差。

因此，需要提供一种用于防孤岛检测的RLC负载模拟系统及其控制方法来解决上述不足。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种用于防孤岛检测的RLC负载模拟系统及其控制方法，以解决目前防孤岛试验装置的元器件选型要求高、寄生量影响大、精度与可靠性差等问题，可方便灵活地实现各种负载特性模拟，以适应并网逆变器防孤岛检测要求。

一种用于防孤岛检测的RLC负载模拟系统，包括：能量回馈单元、负荷特性模拟单元、控制模块和控制平台；