[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

说明书

一种光伏并网逆变器电子式防孤岛保护测试装置及方法，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，从电网侧吸收能量稳定直流侧电压，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，实现了光伏并网逆变器防孤岛保护功能的自动化测试。

技术领域

本发明涉及光伏并网逆变技术，特别涉及一种光伏并网逆变器电子式防孤岛保护测试装置及方法。

背景技术

近年来，分布式新能源发电凭借其经济性和有效性一直保持着持续增长的态势，其接入配电网也给电网带来了一系列的难题，其中“孤岛”是目前研究最广泛的课题之一。一旦发生孤岛，可能会造成诸如人身安全、电能质量、保护误动等方面的问题。根据国家相关标准要求，逆变器并入10KV及以下电压等级配电网应具有防孤岛效应保护功能。若电网供电中断，并网逆变器应在2s内停止向电网供电，同时发出报警信号。

目前，随着光伏并网逆变技术的成熟，已经涌现出许多的孤岛检测算法，大致归纳分为两大类：被动式和主动式。被动检测技术是基于检测电压、频率、有功功率、无功功率等参数是否越限，来判断孤岛，其主要的优势在于不会对电能质量产生影响，但存在较大的检测盲区；主动检测技术是向逆变器电流的幅值、频率、相位等注入扰动量，在孤岛发生时引起并网点相关参数发生变化来判别孤岛状态，其主要优势在于减小甚至消除盲区，但随之带来的是恶化电网的电能质量，甚至影响电网的稳定性，目前光伏并网逆变器防孤岛检测算法主要采用主动加被动检测方式。光伏并网逆变器防孤岛保护主要采用可调并联RLC模拟负载进行实验室测试，该测试方法不仅测试流程复杂，而且对测试条件要求苛刻。而且这种装置不仅体积庞大、造价高、操作复杂、耗时长，还消耗大量的电能，不能满足节能环保的要求。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种光伏并网逆变器电子式防孤岛保护测试装置及方法，利用电力电子技术模拟RLC负载，在防孤岛保护测试装置中采用背靠背结构的整流-逆变电路，能够实现与待测光伏并网逆变器功率的高精度实时匹配，且自动生成模拟参数电阻R、电感L、电容C，智能地计算有功功率、无功功率与额定值的偏差百分比，实现了光伏并网逆变器防孤岛保护功能的自动化测试，克服了传统测试的限制弊端，提高了测试精度，规范了测试流程。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种光伏并网逆变器电子式防孤岛保护测试装置，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控制模块生成装置内逆变电路的驱动信号。

所述的直流母线并联的电容支撑直流电压的稳定。

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；