大；iq值增大，则ω变小。如果 能识别出孤岛并能在孤岛发生时控制iq让ω往一个方向变化直至触发电网频率过欠频保 护，那么就能够实现防孤岛功能，为了满足功率因素不小于0.98的并网要求，通常情况下将 iq参考值设为〇。不过为了使逆变器能在电网失压时判断出孤岛的发生，这里我们引入一个 iq的微扰动去帮助我们识别。电网正常时，iq的微扰动对于整个电网的频率影响可以忽略不 计。在电网失压时，iq的微扰动对本地负载的所在电网的频率影响非常明显，如此就能够很 好的通过i q的扰动，实现使得系统频率达到保护限制，触发逆变器断开并网继电器的效果。 [0054]作为改进的一种【具体实施方式】，在检测到电网频率一定时间内递增时，若此时给 定的无功扰动量递减，则认定孤岛发生，否则认定孤岛并未发生，在检测到电网频率一定时 间内递减时，若此时给定的无功扰动量递增，则认定孤岛发生，否则认定孤岛并未发生，孤 岛时，对于i q的连续变化，孤岛系统的频率会发生相应变化。由公式（11)可看出每一个iq参 考值都对应一个孤岛系统的频率值，且在iq最大时，孤岛系统的频率最低;iq最小时，孤岛系 统的频率最高。当iq的给定值递增时，孤岛系统内的频率便会递减，当iq的给定值递减时，孤 岛系统内的频率便会递增。但是要排除外部电网自身频率波动的情况，防止错误判断孤岛 的发生，在iq的给定值单向变化后，逆变器重新判断频率变化趋势，如果频率没有按照iq的 变化而变化，则认定是电网频率正常波动，iq给定值恢复正常扰动，逆变器正常运行。根据 上面判断流程逆变器便能知道孤岛的发生，在知道孤岛发生后iq参考值的变化就不是之前 的循环变化了，而是单向递增或者递减，去改变孤岛系统的频率，直至孤岛系统的频率触发 过欠频保护，逆变器断开并网继电器，完成防孤岛保护。
[0055]作为改进的一种【具体实施方式】，应用本方法的逆变器包括IGBT模块、SVPWM模块、 比例谐振控制器和无功扰动量发生器，所述IGBT模块耦接有电感后耦接于外部电网交流 侧，所述SVPWM模块耦接于IGBT模块，所述无功扰动量发生器发出的无功扰动量与实际值之 间的误差先进入到比例谐振控制器后，再经坐标逆变换后经过SVPWM模块输入到IGBT模块 内，通过IGBT模块输出有功给定电流和无功给定电流，以控制逆变器工作，在逆变器工作过 程中，逆变器通过对交流侧的采样与坐标变换(abc/dq就是坐标变化)可以得到电网电压的 相位信息和网侧有功电流i d和无功电流i q。有功，无功电流参考量（i d_r ef有功电流给定， iq_ref无功电流给定，这个给定量便是无功扰动给定）与实际值之间的误差经过比例谐振 控制器(PR就是比例谐振控制器)再经由坐标逆变换后，由整流桥(IGBT)输出有功给定电流 与无功给定电流，控制逆变器工作，如此便有效的实现了扰动量的产生和加入到电网交流 侧的效果。
[0056] 作为改进的一种【具体实施方式】，所述逆变器还包括电网电压锁相环模块，所述电 网电压锁相环模块耦接于电感和外部电网交流侧之间，通过电网电压锁相环的设置，就可 以有效的实现逆变器的输出电压与外部电网保持一致，避免了逆变器对外部电网的影响。
[0057] 在本实例中，可由图2与图3看出，在正常并网运行时，逆变器的无功功率扰动给定 对电网频率没有影响。但是在孤岛发生后，从图2中可看出无功功率扰动开始对孤岛系统的 频率产生影响，逆变器检测到这一频率变化，从图3中可看出无功功率扰动突破正常扰动的 限定值，使得图2中的频率触发过欠频保护。
[0058]图4为实测防孤岛保护时间图，通道一为逆变器输出电流，通道二为往电网上所发 送的电流，通道三为孤岛发生信号。当逆变器输出的无功功率与有功功率和RIC负载的无功 功率与有功功率相匹配时，往电网上输送的电流大小会非常小。可从图5中看出孤岛发生到 逆变器停止输出时间为511ms。符合《NBT32004-2013光伏发电并网逆变器技术规范》中所要 求小于2s的规定时间。
[0059]综上所述，本发明通过步骤一、步骤二、步骤三的设置，就可以有效的检测出孤岛 的发生，驱使并网继电器断开，实现了主动防御孤岛的效果，且可测区域大，可靠性高。 [0060]以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施 例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域 的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也 应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种基于无功功率扰动的三相光伏逆变器主动防孤岛方法，其特征在于:包括如下 步骤： 步骤一，在逆变器正常运行后在原有的无功功率给定量中加入一个循环变化的扰动 量； 步骤二，对该扰动量的给定与逆变器检测到的电网频率变化趋势进行分析，根据分析 结果判断孤岛是否发生，若孤岛未发生，逆变器正常工作，扰动量继续在系统内，若孤岛发 生，继续以下步骤； 步骤三，检测到孤岛发生后改变无功功率扰动策略，使孤岛系统频率达到保护限值，使 得逆变器断开并网继电器。2. 根据权利要求1所述的基于无功功率扰动的三相光伏逆变器主动防孤岛方法，其特 征在于：其中步骤一中的扰动量是一个由正到负再由负到正的循环变量，其值大小处于-5 %有功功率和5 %有功功率之间。3. 根据权利要求1或2所述的基于无功功率扰动的三相光伏逆变器主动防孤岛方法，其 特征在于:其中步骤二中的判断方法，是通过检测电网频率，同时对这个采集的实时电网频 率进行一个低通滤波处理，然后确定该频率是否在一定时间内频率连续递增或者递减，若 是则表示孤岛发生，若不是则表示孤岛并未发生。4. 根据权利要求1或2所述的基于无功功率扰动的三相光伏逆变器主动防孤岛方法，其 特征在于:在步骤三中利用孤岛发生时逆变器输出无功电流与孤岛电网的角频率之间的关 系来使得系统频率达到保护限制，触发逆变器断开并网继电器。5. 根据权利要求3所述的基于无功功率扰动的三相光伏逆变器主动防孤岛方法，其特 征在于:在步骤三中利用孤岛发生时逆变器输出无功电流与孤岛电网的角频率之间的关系 来使得系统频率达到保护限制，触发逆变器断开并网继电器。6. 根据权利要求4所述的基于无功功率扰动的三相光伏逆变器主动防孤岛方法，其特 征在于:所述孤岛发生时逆变器输出无功电流与孤岛电网的角频率之间的关系由下式公式 得出： Λ , ,, M (〇 I ~=2Λ-Μ/Ι1 ，其中 上式中，iq为无功电流，id为有功电流，Mf为负载品质因素，ω为负载所在电网角频率， ω η为负载自身的谐振角频率，L为负载自身电感，C为负载自身电容。7. 根据权利要求5所述的基于无功功率扰动的三相光伏逆变器主动防孤岛方法，其特 征在于:所述孤岛发生时逆变器输出无功电流与孤岛电网的角频率之间的关系由下式公式 得出： ~_3^Μ/?1 -，其中 上式中，iq为无功电流，id为有功电流，Mf为负载品质因素，ω为负载所在电网角频率， ω η为负载自身的谐振角频率，L为负载自身电感，C为负载自身电容。8. 根据权利要求3所述的基于无功功率扰动的三相光伏逆变器主动防孤岛方法，其特 征在于:在检测到电网频率一定时间内递增时，若此时给定的无功扰动量递减，则认定孤岛 发生，否则认定孤岛并未发生，在检测到电网频率一定时间内递减时，若此时给定的无功扰 动量递增，则认定孤岛发生，否则认定孤岛并未发生。9. 根据权利要求1或2所述的基于无功功率扰动的三相光伏逆变器主动防孤岛方法，其 特征在于:应用本方法的逆变器包括IGBT模块、SVPWM模块、比例谐振控制器和无功扰动量 发生器，所述IGBT模块耦接有电感后耦接于外部电网交流侧，所述SVPWM模块耦接于IGBT模 块，所述无功扰动量发生器发出的无功扰动量与实际值之间的误差先进入到比例谐振控制 器后，再经坐标逆变换后经过SVPWM模块输入到IGBT模块内，通过IGBT模块输出有功给定电 流和无功给定电流，以控制逆变器工作。10. 根据权利要求9所述的基于无功功率扰动的三相光伏逆变器主动防孤岛方法，其特 征在于:所述逆变器还包括电网电压锁相环模块，所述电网电压锁相环模块耦接于电感和 外部电网交流侧之间。
【专利摘要】本发明公开了一种基于无功功率扰动的三相光伏逆变器主动防孤岛方法，包括如下步骤：步骤一，在逆变器正常运行后在原有的无功功率给定量中加入一个循环变化的扰动量；步骤二，对该扰动量的给定与逆变器检测到的电网频率变化趋势进行分析，根据分析结果判断孤岛是否发生，若孤岛未发生，逆变器正常工作，扰动量继续在系统内，若孤岛发生；步骤三，检测到孤岛发生后改变无功功率扰动策略，使孤岛系统频率达到保护限值，使得逆变器断开并网继电器。本发明的基于无功功率扰动的三相光伏逆变器主动防孤岛方法，通过步骤一、步骤二和步骤三的设置，就可以有效的检测到孤岛的发生，以及在孤岛发生的时候，及时的使逆变器断开并网继电器。
【IPC分类】H02J3/38, G01R31/00
【公开号】CN105467252
【申请号】CN201511018870
【发明人】王杰, 李康, 李彬彬, 李赟, 胡浙东
【申请人】浙江埃菲生能源科技有限公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年12月30日