[发明专利]一种光伏并网逆变器电子式防孤岛保护测试装置及方法

权利要求书

1.一种光伏并网逆变器电子式防孤岛保护测试装置，其特征在于，包括输入侧滤波器、输入侧与直流侧之间的负载模拟变换器、中间直流母线、直流侧与输出侧之间的并网变换器和输出侧滤波器；

所述的负载模拟变换器模拟可变RLC负载，供测试设备并网逆变器的防孤岛保护测试实验使用；所述的负载模拟变换器包括：计算模块、电压锁相环模块、输入侧自适应PI控制器和PWM控制模块；

所述的计算模块采集输入侧的电压、电流信息，计算后得到待测光伏逆变器输出的有功功率、无功功率和等效的电阻R、电感L、电容C负载信息；

所述的电压锁相环模块采集输入侧的电压，得到待测光伏逆变器输出的频率、电压幅值信息，与RLC参数共同输入到功率指令计算模块，得到有功功率、无功功率的参考值；有功功率、无功功率参考值与计算模块输出的有功功率、无功功率真实值进行比较，经过输入侧自适应PI控制器的调节对待测光伏逆变器输出的功率进行跟随；

所述的PWM控制模块负责生成装置内逆变电路的驱动信号。

2.根据权利要求1所述的一种光伏并网逆变器电子式防孤岛保护测试装置，其特征在于，所述的直流母线并联的电容支撑直流电压的稳定。

3.根据权利要求1所述的一种光伏并网逆变器电子式防孤岛保护测试装置，其特征在于，所述的直流侧与输出侧之间的并网变换器包括输出侧PI控制器、逆变电路驱动信号控制模块和四象限控制模块；

输出侧PI控制器负责调节直流侧的电压，使装置的直流侧电压稳定在预设值650V；四象限模块负责采集输出侧的电压、电流信号，经过计算得到同步旋转dq坐标系下的d轴、q轴电压、电流值；输出侧PI控制器输出的信号值与四象限模块输出的d轴、q轴电压、电流值进行比较输入到逆变电路驱动信号控制模块中，得到逆变电路的驱动信号。

4.根据权利要求1所述的一种光伏并网逆变器电子式防孤岛保护测试装置的测试方法，其特征在于，步骤如下：将电子式防孤岛装置串联于待测光伏并网逆变器与大电网中间，输入侧连接到待测光伏逆变器的交流侧，输出侧连接到大电网，从电网侧吸收能量稳定直流侧电压，待直流侧电压稳定后，输入侧逆变形成电压源，待测光伏并网逆变器检测到稳定频率的电压源后实时跟踪电压输出，由负载模拟器中的计算模块采样得到待测光伏并网逆变器输出的实际功率值，功率指令计算模块计算得到需要调节的功率参考值，然后由输入侧自适应PI控制器进行调整，得到模拟的R、L、C负载与待测光伏逆变器输出的功率进行匹配，功率匹配后，待测光伏并网逆变器功率潮流流向电子式防孤岛输入侧，输出侧通过四象限控制策略将能量反馈电网。

5.根据权利要求4所述的一种光伏并网逆变器电子式防孤岛保护测试方法，其特征在于，所述的负载模拟器中的计算模块，其功能具体为：

待测光伏逆变器进行孤岛检测时，电子式防孤岛装置先作为交流电压源运行，未待测光伏逆变器输出稳定幅值与频率的电压；同时实时检测设备输入的有功与无功功率，依据有功功率、无功功率、输出电压以及需要的品质因数，实时计算出需要模拟的负载电阻R，负载电感L，负载电容C参数，根据谐振时感抗与电阻R之比，称之为谐振品质因数Q_f:

将式(2)代入式(1)得：

模拟电阻R，由输出电压与功率的比值得到：

将式(1)推导得到模拟电抗L：

无功功率由容性功率减去感性功率得到：

由式(6)、式(7)可得模拟电容C：

由于现场光伏并网逆变器输出功率随着光照等因数变化，所以负载电阻R，负载电感L，负载电容C的数值也跟随变化，在接收到孤岛模式指令命令后，计算模块根据式(4)、(5)、(8)实时计算模拟负载电阻R，负载电感L，负载电容C参数，通过自适应模糊PI调节计算输出的电压，满足实验标准中负载匹配以及其它要求的孤岛检测实验。