一种基于无功-频率正反馈的孤岛检测方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及到并网逆变器领域的孤岛检测技术，具体设及一种基于无功-频率正 反馈的孤岛检测方法及系统。
【背景技术】
[0002] 随着全球环境的日益恶化，新能源发电技术受到人们越来越多的关注，并网逆变 器做为可再生能源与电网之间能量交换的装置也得到了广泛的应用。在可再生能源、并 网逆变器和电网组成的分布式发电系统或微网系统中，由并网逆变器和电网共同向负载供 电。当电网发生故障断开时，负载由并网逆变器单独供电，系统将会脱离电网继续运行，形 成孤岛。孤岛效应使电压及其频率失去控制，孤岛系统中的电压和频率将会发生较大的波 动，从而对电网和用户设备造成损坏；孤岛效应使得一些被认为已经与所有电源断开的线 路带电，该会给电网维修人员和用户带来电击的危险。因此，并网逆变器必须具备一种可靠 有效的孤岛检测方法。
[0003] 目前，常用的孤岛检测方法分为被动式孤岛检测法和主动式孤岛检测法。
[0004] 被动式孤岛检测法常用的是检测电压幅值和频率，当电压幅值或频率越过设定的 保护阔值时可W检测出孤岛状态。但是当逆变器提供的有功和无功功率与负载需求的只有 轻微失配甚至完全匹配时，电压幅值与频率偏移量难W越过设定的保护阔值，孤岛检测就 会失败，有较大的检测盲区。
[0005] 主动式孤岛检测法常用的是主动频率偏移法，原理是并网逆变器通过向电网注入 稍微有点失真的电流，W使得逆变器输出端电压的频率在断网后形成一个连续向上或向下 改变的趋势，最终频率偏移超过设定阔值，则孤岛状态被检测出来。主动频率偏移法所加扰 动使电流波形崎变，会影响并网逆变器的输出电能质量；另外对于向上移频法，如果负载呈 阻容性，则可能造成孤岛检测失败。
【发明内容】
[0006] 针对上述问题，本发明提供了一种对逆变器输出电能质量影响小，且无检测盲区 的孤岛检测方法和系统。
[0007] 本发明为解决其技术问题所采用的技术方案为； 一种基于无功-频率正反馈的孤岛检测方法，其特征在于包括W下步骤： 步骤1，在每个采样周期读取并网点电压； 步骤2,将并网点电压经过锁相环得到频率f; 步骤3,判断并网点电压频率f是否大于过频或小于欠频保护阔值，如果是，则检测出 孤岛状态，停机，断开与电网的连接姻果没有，进入步骤4 ; 步骤4,将并网点电压频率经过带通滤波器得到通带带宽Af，将通带带宽Af乘W比 例增益系数，得到的值通过限幅得到无功电流扰动量Ai，将无功电流扰动量Ai加在无功 电流给定上； 步骤5,根据负载的无功-频率特性：
电网断电时，逆变器检测到的频率增大，正反馈作用会使逆变器q轴电流给定增加， 该样会增大逆变器输出的无功功率，从而频率会进一步增大，增大的频率进一步增加逆变 器的无功功率，最终频率会超出正常工作范围，配合被动孤岛检测方法，最终检测出孤岛状 态。
[0008] 作为上述方案的进一步改进，所述步骤2中的锁相环为同步参考坐标系锁相环。
[0009] 进一步，所述过频保护阔值为50. 2化，欠频保护阔值为47. 2化。
[0010] 一种基于无功-频率正反馈的孤岛检测系统，包括并网逆变器、负载和电网，其特 征在于还包括： 电流、电压采集单元，分别用于采集并网逆变器的输出S相电流（1。、16、1。）和并网点； 相电压 <X、Ub、U。）； 电流、电压油c-dq相坐标变换器，分别用于将S相电流、电压（i。、ib、i。）、（U。、Ub、U。） 转换成旋转电流、电压（1<1、1<1)、（叫和。。）； 锁相环化L，与电压油c-dq相坐标变换器相连，用于计算锁相角q和频率f，其中锁相 角qq用来参与电流、电压油c-dq相坐标变换器之间的坐标变换； 带通滤波器，与锁相环化L相连，用于计算通带带宽Af; 增益模块，用于将通带带宽Af乘W增益放大； 限幅器，与增益模块相连，用于将乘W增益后的Af值经过限幅得到无功电流扰动量 Ai; d轴比例积分调节器，用于将实际电流d轴分量id与d轴电流给定量i/进行比较后的 误差值进行积分变换，得到d轴控制量； q轴比例积分调节器，用于将实际电流q轴分量i。与q轴电流给定量i加上无功电流 扰动量Ai的值进行比较后的误差值进行积分变换，得到q轴控制量； dq-aP坐标变换器，用于将d轴、q轴控制量转换成aP轴下的控制量； SVPWM调制器，用于将aP轴下的控制量通过SVPWM调制算法得到PWM波控制逆变器 各桥臂的通断。
[0011] 作为上述方案的进一步改进，所述锁相环为同步参考坐标系锁相环。
[0012] 本发明的有益效果是：本发明的基于无功-频率正反馈的孤岛检测方法没有检测 盲区；由于不存在人为引入的电流扰动，对电能质量的影响也较小，采用在电网正常时，由 于并网点电压频率的波动很小，逆变器对并网电流只施加很小的无功电流扰动，对并网逆 变器的功率因数没有影响，对并网电流谐波的影响也很小；本发明不受负载性质的影响，能 够检测出高品质因数系统下的孤岛状态。
【附图说明】
[0013] 下面结合附图和【具体实施方式】进行进一步的说明： 图1是本发明实施例的控制系统框图； 图2是本发明实施例的控制流程图。
【具体实施方式】
[0014]W下将结合实施例和附图对本发明的构思及技术效果进行清楚、完整地描述，W 充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施 例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前 提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
[0015] 参照图2,一种基于无功-频率正反馈的孤岛检测方法，包括W下步骤： 步骤1，在每个采样周期读取并网点电压ua、ub、uc; 步骤2,将并网点电压经过同步参考坐标系锁相环得到频率f; 步骤3,判断并网点电压频率f是否大于50. 2化，或小于47. 2化，如果是，则检测出孤岛 状态，停机，断开与电网的连接；如果不是，则进入步骤4 ; 步骤4,给并网电流施加扰动，将并网点电压频率f经过一个二阶带通滤波器得到Af， 带通滤波器可W