专利名称：一种三相并网逆变器的单相孤岛的检测方法、设备和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力系统技术领域，更具体地说，涉及一种三相并网逆变器的单相孤岛的检测方法、设备和系统。
背景技术：
目前，随着世界能源的紧缺，风力发电和光伏发电的应用越来越广泛。无论是风力发电和光伏发电，均需要将风机和光伏组件产生的电能馈送给交流电网。由于风机和光伏组件产生的电能是直流，因此反馈给交流电网时，需要应用并网逆变器将直流逆变为交流电以后馈送给交流电网。参见图1，该图为现有技术中的一种三相并网逆变器的工作示意图。交流电网侧包括电网I (A、B和C三相)和电网侧开关KKl ;在C相上挂接单相负载3 (等效为RLC负载，包括电阻R、电感L和电容C);单相负载3为本地负载。三相并网逆变器侧包括逆变器7、逆变器侧开关KK2和逆变器控制器6 ；直流侧包括滤波电容和电池板BAT,电池板BAT代表风力发电或者光伏发电发出的电能。逆变器7的工作原理是，将直流侧产生的直流电逆变为交流电后馈送给交流电网侧。逆变器7向电网I馈电时，KKl和KK2均闭合，逆变器7将右侧的直流电逆变成交流电后馈送给电网I。单相负载3由逆变器7与电网I共同供电，如果逆变器C相输出功率与单相负载3消耗功率大小相等,此时交流电网侧不给负载供电。单相负载3工作时，逆变器7与电网I共同给负载供电，KKl闭合，KK2闭合。但是，逆变器7实际并网工作过程中，电网I可能突然对负载停止供电。因为负载消耗功率与逆变器输出功率匹配，逆变器7未能及时检测出电网状态的变化，从而使逆变器7与负载形成一个独立的系统，即孤岛。这样将对检修以及电网恢复造成影响。孤岛检测就是能够及时检测出电网的单相或者两相停电的现象，并及时断开逆变器侧开关KK2，避免形成孤岛，从而减少对电网和检修人员的危害。下面介绍现有技术中的三种孤岛检测的方法。第一种:被动的检测公共耦合点的电压电流等电参量变化,通过检测电网电压的过欠压、过欠频实现。但是，当负载等效为RLC负载时，发生孤岛后，逆变器所采到的电网电压及频率由负载决定。电压和频率在逆变器输出有功功率和无功功率完全匹配的情况下，负载的谐振频率为50Hz。如果不施加扰动，电压和频率与电网断开前后没有发生变化，这样将不会触发过欠压、过欠频保护，检测不出是否形成了孤岛。因此，以上的现有技术在检测孤岛是否发生时，存在检测的盲区。第二种:
主动对逆变器输出的电压电流等电参量进行扰动，检测响应情况，判定是否有孤岛发生。例如，对逆变器的输出电流的频率进行扰动。断开电网后，电网的频率由负载决定。通过改变逆变器输出电流的频率，负载上的电压大小和频率由逆变器输出电流叠加到负载阻抗上决定。改变输出电流的频率，也就改变了电网电压采样的频率，通过电网电压的过频保护或者欠频保护实现。但是，该方法主要是针对三相电网发生三相孤岛或者单相电网单相逆变器发生孤岛时进行孤岛检测，对三相电网三相逆变器中断开一相或者两相并不适用。因为电网的测频一般是针对某一相进行测量。如果发生孤岛后，断开的是非测频相，即使加入电参量的扰动，使频率偏移到过欠频的保护点，逆变器也不会保护。第三种:如果电网发生停电，则通过通讯或者连锁手段通知逆变器及时脱离电网，以免形成孤岛。但是这种方法增加了设备投入，成本太高，并且通讯有可能存在误触发。综上所述，现有技术中提供的三相并网逆变器检测孤岛的方法均不能准确及时地检测出单相或者两相孤岛的发生，从而断开逆变器和负载的连接，从而避免孤岛带来的危害。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种三相并网逆变器的单相孤岛的检测方法、设备和系统，能够准确及时地检测出孤岛的发生，从而避免孤岛带来的危害。本发明实施例提供一种三相并网逆变器的单相孤岛的检测方法，包括:计算三相电网电压的每两相之间的相位差舛；向逆变器的输出电流上注入无功电流；计算注入无功电流后的三相电网电压的每两相之间的相位差炉2 ；获取注入无功电流之后的相位差炉2与注入无功电流之前的相位差抖的相位差值Δ炉；判断所述相位差值Δ炉大于设定相位阈值时，则判定发生孤岛。本发明实施例提供一种三相并网逆变器的单相孤岛的检测设备，包括:第一相位差计算单元、无功电流注入单元、第二相位差计算单元、相位差值获取单元和孤岛判断单元;所述第一相位差计算单元，用于计算三相电网电压的每两相之间的相位差舛；所述无功电流注入单元，用于向逆变器的输出电流上注入无功电流；所述第二相位差计算单元，用于计算注入无功电流后的三相电网电压的每两相之间的相位差炉2;所述相位差值获取单元，用于获取注入无功电流之后的相位差供2与注入无功电流之前的相位差舛的相位差值
所述孤岛判断单元，用于判断所述相位差值Δ供大于设定相位阈值时，则判定发生孤岛。
本发明实施例提供一种三相并网逆变器的单相孤岛的检测系统，包括:逆变器、逆变器控制器和电网；所述逆变器控制器，用于计算电网的三相电网电压的每两相之间的相位差抖；向逆变器的输出电流上注入无功电流；计算注入无功电流后的电网的三相电网电压的每两相之间的相位差炉2 ;获取注入无功电流之后的相位差與与注入无功电流之前的相位差科的相位差值Δρ;判断所述相位差值Δ炉大于设定相位阈值时，则判定发生孤岛。同现有技术相比，本发明实施例中，在逆变器的输出电流上注入无功电流。计算注入无功电流前，三相电压中每两相电压之间的相位差炉I，再计算注入无功电流后，三相电压中每两相电压之间的相位差供2，判断舛和炉2的相位差值Δ炉大于设定相位阈值时，则判定发生孤岛。本发明提供的方法可以通过相位差值准确、有效地判断出是否发生孤岛，并且由于本发明对逆变器的输出电流注入的是无功电流，这样输出波形的谐波含量很小，逆变器并网工作时只有极小的无功变化。与现有技术中的基于频率或者有功功率的扰动方法相比较，本发明注入的无功电流不会影响发电量。
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术中的一种三相并网逆变器的工作示意图；图2为本发明实施例提供的三相并网逆变器的单相孤岛的检测方法实施例一流程图；图3是本发明提供的三相并网逆变器的单相孤岛的检测方法实施例二流程图；图4是图3对应的方法的实物实验波形图；图5是图3对应的方法对断BC相时的实物实验波形图；图6是本发明实施例提供的三相并网逆变器的单相或两相孤岛的检测设备实施例一示意图；图7是本发明实施例提供的三相并网逆变器的单相或两相孤岛的检测设备实施例二示意图；图8是实施例提供的三相并网逆变器的单相或两相孤岛的检测设备实施例三示意图；图9是提供的三相并网逆变器的单相或两相孤岛的检测系统实施例一示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明实施例提供了一种三相并网逆变器的单相孤岛的检测方法、设备及系统，可以在三相并网逆变器工作时及时准确地判断单相孤岛或者两相孤岛的产生，从而发出孤岛警告，使逆变器及时脱离系统，起到保护作用。为了便于对本发明实施例技术方案的充分理解，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。首先，对本发明实施例提供的三相并网逆变器的单相孤岛的检测方法进行如下说明。该方法包括:计算三相电网电压的每两相之间的相位差向逆变器的输出电流上注入无功电流；计算注入无功电流后的三相电网电压的每两相之间的相位差炉2;获取注入无功电流之后的相位差炉2与注入无功电流之前的相位差糾的相位差值Δρ;判断所述相位差值△炉大于设定相位阈值时，则判定发生孤岛。需要说明的是，本发明的实施例中的逆变器的工作场景以图1所示为例进行说明。在C相负载等效为RLC负载。以电网的电压频率为50Hz为例进行介绍，即负载的谐振频率为50Hz。本发明实施例提的方法可以适用于单相孤岛检测和两相孤岛检测。例如，C相断开后，逆变器和负载形成孤岛。或者，例如，B相和C相均断开后，逆变器和负载形成孤岛。下面结合具体实施例对这两种孤岛检测进行具体的介绍。方法实施例一:参见图2，该图为本发明实施例提供的三相并网逆变器的单相孤岛的检测方法实施例一流程图。S201:计算三相电网电压的每两相之间的相位需要说明的是， 在注入无功电流前，如果没有孤岛产生，则三相电网电压每两相之间的相位差是由电网电压决定的，即相位差是120度(A和B相之间的，B和C相之间的，A和C相之间的)。S202:向逆变器的输出电流上注入无功电流；本发明实施例中之所以向逆变器的输出电流上注入无功电流，是因为:如果逆变器的输出电流上不注入无功电流，出现孤岛时，有可能在负载的某个点上，谐振频率为50Hz，即与电网电压的频率、相位相同。这样，发生孤岛相的相位在无外界干扰的情况下，可以维持正常运行，并不会触发孤岛保护，使逆变器脱离系统。本实施例提供的方法在逆变器的输出电流上叠加了无功电流，这样负载电压会随着逆变器的输出电流的相位变化而发生变化。故障相的电压的相位由负载决定。负载电压等于逆变器的输出电流叠加了无功电流后的总的输出电流乘以负载的阻抗。此时该故障相的电网电压的采样点就是发生孤岛后的负载电压(由于该故障相断开了，该故障相的电压与电网电压已经没有关系了)，而负载电压的相位由于注入了无功电流已经发生了变化，从而检测出故障相的相位与其他非故障相的相位的相位差发生了变化。需要说明的是，使负载工作在谐振频率50Hz，可以通过调节RLC等效负载中的L和C来实现。S203:计算注入无功电流后的三相电网电压的每两相之间的相位差识2;这时，非故障相的电压的相位还是由电网电压来决定，而故障相的电压的相位是由负载上的电压来决定，因此，此时三相中每两相之间的电压相位差已经与没有发生故障前的每两相之间的相位差发生了变化。S204:获取注入无功电流之后的相位差炉2与注入无功电流之前的相位差抖的相位差值即Δ炉=0 —炉2或者Δ炉=炉；2_炉I。S205:判断所述相位差值Δρ大于设定相位阈值时，则判定发生孤岛。需要说明的是，所述设定相位阈值与预定设定的一个门槛值，当相位差值小于或者等于该设定相位阈值时，不认为发生了孤岛，只有当相位差值大于该设定相位阈值时，才认为发生了孤岛。因为电网本身也存在一定的波动，正常工作时，也可能存在相位差。本实施例提供的方法，在逆变器的输出电流上注入无功电流。计算注入无功电流前，三相电压中每两相电压之间的相位差舛，再计算注入无功电流后，三相电压中每两相电压之间的相位差炉2，判断舛和炉2的相位差值Δ炉大于设定相位阈值时，则判定发生孤岛。本发明提供的方法可以通过相位差值很准确有效地判断出是否发生孤岛，并且由于本发明对逆变器的输出电流注入的是无功电流，这样输出波形的谐波含量很小，逆变器并网工作时只有极小的无功变化。与现有技术中的基于频率或者有功功率的扰动方法相比较，本发明注入的无功电流不会影响发电量。需要说明的是，在逆变器的输出电流上注入的无功电流是与逆变器的输出电流有关系的，具体关系可以优选为:所述无功电流是所述逆变器的输出电流的k倍，k为小于I的小数。—般设置k为较小的小于I的小数，例如为0.02。需要说明的是，k不能设置的太大，因为一般并网型逆变器的功率因数要求为1，注入很小的无功电流不影响功率因数的要求。0.02是经验值，可以在0.02左右上下波动。方法实施例二:参见图3，该图为本发明提供的三相并网逆变器的单相孤岛的检测方法实施例二流程图。 下面以逆变器为光伏逆变器为例进行介绍。该逆变器功率为20kW，以满载输出为例。当然,逆变器也可以不满载输出，满载输出仅是其中的一个工况。例如，逆变器输出只有10kw，某一相的负载消耗正好是3.333kff,此时，消耗等于输出，负载匹配。逆变器和电网之间连接单相RLC等效负载，需要说明的是，负载可能不是RLC，但是根据电路工作原理，可以等效为RLC负载。试验电路示意如图1所示。此处的R消耗功率为6.666kff,调节L和C的值，使负载的谐振频率在50Hz。以断开C相电网为例进行孤岛测试。S301:逆变器控制器采集三相电网电压的过零点，获得三相电网电压A、B和C三相中每一相的相位；计算A、B和C每两相之间的相位差饵；S302:由逆变器控制器向逆变器发送驱动控制信号，改变逆变器的输出电流，使逆变器的输出电流变为逆变器原来的输出电流与注入的无功电流的叠加。S303:逆变器控制器采集注入无功电流后的三相电网电压的过零点，获得三相电网电压A、B和C三相中每一相的相位；计算A、B和C每两相之间的相位差炉2 ；S304-S305与S204-S205相同，在此不再赘述。由于C相电网掉电，因此，在注入无功电流前，三相电网电压的相位差均为120度(A相与B相的相位差为120度，B相与C相的相位差为120度，A相与C相的相位为120度)。但是，在预定时间的注入无功电流后，由于A相和B相继续由电网供电，因此，A相和B相的电压相位没有变化，而C相的电压相位与负载的电压相位一致。这样,B相和C相之间的电压相位差将会发生变化，C相和A相之间的电压相位差也将会发生变化。因此，当C相与逆变器形成孤岛时，利用本实施例提供的方法可以检测出BC以及CA之间的相位差发生了变化，对孤岛进行报警，及时将逆变器从系统中断开。从而可以有效避免孤岛带来的危害。例如，开关上端头带电，维修人员检修时容易触电。参见图4，该图为图3对应的方法的实物实验波形图。其中，4通道为电网输出的电流，电流消失时刻为孤岛发生的时刻。2通道为逆变器的输出电压。2通道变为O代表孤岛保护使逆变器关机。通过时间轴的对比，可以计算出单相孤岛保护的动作时间为2.46s，满足要求。一般要求孤岛保护的动作时间在5s之内。需要说明的是德国等欧洲国家要求发生单相孤岛时，并网逆变器在5s内停止供电，如果标准要求时间缩短，则可以通过调节k增大，或者减小设定相位阈值实现。从该实验可以看出，本发明实施例提供的方法可以有效及时地检测出单相孤岛的发生，在有效时间内进行逆变器的脱离保护。参见图5，该图为本发明提供的方法对断BC相时的实物实验波形图。本实施例中也是使负载的谐振频率为50Hz，即与电网电压的频率相同。在逆变器的输出电流上注入无功电流。测试注入无功电流前后每两相电压之间的相位差。可以理解的是，当电网的B相和C相均断开以后，AB、BC和CA之间的相位差在注入无功电流前后均发生了变化。图5中，4通道为电网输出的电流，电流消失时刻便是孤岛发生的时刻。1、2通道为逆变器的输出电压。1、2通道变为O代表孤岛保护使逆变器关机。通过时间轴的对比，可以计算出两相孤岛保护的时间为2.53s，满足要求。一般要求孤岛保护的动作时间在5s之内。从该实验可以看出，本发明实施例提供的方法可以有效及时地检测出两相孤岛的发生，在有效时间内进行逆变器的脱离保护。需要说明的是，本发明实施例中的以上方法中，向逆变器的输出电流上注入无功电流是预定时间间隔内注入一次，例如，每隔500ms注入一次无功电流，每次注入无法电流的时间也是可以设定的，例如注入20ms。即500ms —个周期,一个周期内注入20ms的无功电流。本发明实施例还提供了一种三相并网逆变器的单相或两相孤岛的检测设备，下面结合附图进行详细地描述。设备实施例一:参见图6，该图为本发明实施例提供的三相并网逆变器的单相或两相孤岛的检测设备实施例一示意图。本实施例提供的三相并网逆变器的单相或两相孤岛的检测设备，包括:第一相位差计算单元100、无功电流注入单元200、第二相位差计算单元300、相位差值获取单元400和孤岛判断单元500 ；所述第一相位差计算单元100，用于计算三相电网电压的每两相之间的相位差舛；需要说明的是，在注入无功电流前，如果没有孤岛产生，则三相电网电压每两相之间的相位差是由电网电压决定的，即相位差是120度(A和B相之间的，B和C相之间的，A和C相之间的)。所述无功电流注入单元200，用于向逆变器的输出电流上注入无功电流；本发明实施例中之所以向逆变器的输出电流上注入无功电流，是因为:如果逆变器的输出电流上不注入无功电流，出现孤岛时，有可能在负载的某个点上，谐振频率仍然是50Hz，即与电网电压的频率相同。这样，发生孤岛相的相位在无外界干扰的情况下，可以维持正常运行，并不会触发孤岛保护，使逆变器脱离系统。本实施例提供的设备在逆变器的输出电流上叠加了无功电流，这样负载电压会随着逆变器的输出电流的相位变化而发生变化。此时该故障相的电网电压的采样点就是发生孤岛后的负载电压(由于该故障相断开了，该故障相的电压与电网电压已经没有关系了)，而负载电压的相位由于注入了无功电流已经发生了变化，从而检测出故障相的相位与其他非故障相的相位的相位差发生了变化。需要说明的是，使负载工作在谐振频率50Hz，可以通过调节等效RLC负载中的L和C来实现。所述第二相位差计算单元300，用于计算注入无功电流后的三相电网电压的每两相之间的相位差炉2，这时，非故障相的电压的相位还是由电网电压来决定，而故障相的电压的相位是由负载上的电压来决定，因此，此时三相中每两相之间的电压相位差已经与没有发生故障前的每两相之间的相位差发生了变化。所述相位差值获取单元400，用于获取注入无功电流之后的相位差炉2与注入无功电流之前的相位差蛘的相位差值Δ供；所述孤岛判断单元500，用于判断所述相位差值Δ炉大于设定相位阈值时，则判定发生孤岛。需要说明的是，所述设定相位阈值与预定设定的一个门槛值，当相位差值小于或者等于该设定相位阈值时，不认为发生了孤岛，只有当相位差值大于该设定相位阈值时，才认为发生了孤岛。因为电网本身也存在一定的波动，正常工作时，也可能存在相位差。本实施例提供的设备，在逆变器的输出电流上注入无功电流。计算注入无功电流前，三相电压中每两相电压之间的相位差舛，再计算注入无功电流后，三相电压中每两相电压之间的相位差识2，判断舛和识2的相位差值Δ识大于设定相位阈值时，则判定发生孤岛。本发明提供的设备可以通过相位差值很准确有效地判断出是否发生孤岛，并且由于本发明对逆变器的输出电流注入的是无功电流，这样输出波形的谐波含量很小，逆变器并网工作时只有极小的无功变化。与现有技术中的基于频率或者有功功率的扰动方法相比较，本发明注入的无功电流不会影响发电量。需要说明的是，在逆变器的输出电流上注入的无功电流是与逆变器的输出电流有关系的，具体关系可以优选为:所述无功电流是所述逆变器的输出电流的k倍，k为小于I的小数。一般设置k为较小的小于I的小数，例如为0.02。设备实施例二:
参见图7，该图为本发明实施例提供的三相并网逆变器的单相或两相孤岛的检测设备实施例二示意图。本实施例中与设备实施例一的区别是详细介绍第一相位差计算单元和第二相位差计算单元的实现方式。本实施例中的第一相位差计算单元100包括相位采集第一子单元101、第一相位差计算子单元102 ；所述相位采集第一子单元101，用于采集注入无功电流前三相电网电压的过零点，获得三相电网电压A、B和C三相中每一相的相位；所述第一相位差计算子单元102，用于由所述相位采集第一子单元获得的每一相的相位，计算A、B和C每两相之间的相位差舛。所述第二相位差计算单元300包括相位采集第二子单元301、第二相位差计算子单元302 ；所述相位采集第二子单元301，用于采集注入无功电流后三相电网电压的过零点，获得三相电网电压A、B和C三相中每一相的相位；所述第二相位差计算子单元302，用于由所述相位采集第二子单元获得的每一相的相位，计算A、B和C每两相之间的相位差炉2。例如，C相电压断开时，应用本实施例测试孤岛。由于C相电网掉电，因此，在注入无功电流前，三相电网电压的相位差均为120度(A相与B相的相位差为120度，B相与C相的相位差为120度，A相与C相的相位为120度)。但是，在预定时间的注入无功电流后，由于A相和B相继续由电网供电，因此，A相和B相的电压相位没有变化，而C相的电压相位与负载的电压相位一致。这样，B相和C相之间的电压相位差将会发生变化，C相和A相之间的电压相位差也将会发生变化。设备实施例三:参见图8，该图为本发明实施例提供的三相并网逆变器的单相或两相孤岛的检测设备实施例三示意图。本实施例中主要介绍无功电流注入单元200的实现方式。本实施例中的无功电流注入单元200包括驱动控制信号发送子单元201，用于向逆变器发送驱动控制信号，改变逆变器的输出电流，使逆变器的输出电流变为逆变器原来的输出电流与注入的无功电流的叠加。需要说明的是，逆变器的功率部分主要是由功率管来实现的。驱动控制信号发送子单元201产生PWM脉冲信号，该PWM脉冲信号控制逆变器中的功率管的开关状态，从而使逆变器将直流电逆变为需要的交流电。其中，交流电的频率和幅值是可以通过改变PWM脉冲信号来实现调节的。因此，在逆变器的输出电流上注入无功电流实质上就可以通过改变控制逆变器的PWM脉冲信号来实现，即，通过给逆变器发送驱动控制信号使逆变器的输出电流变为逆变器原来的输出电流与注入的无功电流的叠加。本发明实施例还提供了一种三相并网逆变器的单相或两相孤岛的检测系统，下面结合附图进行详细地描述。参见图9，该图为本发明提供的三相并网逆变器的单相或两相孤岛的检测系统实施例一示意图。
本发明实施例提供的三相并网逆变器的单相或两相孤岛的检测系统，包括:逆变器800、逆变器控制器900和电网1000 ；所述逆变器控制器900，用于计算电网1000的三相电网电压的每两相之间的相位差#;向逆变器800的输出电流上注入无功电流；计算注入无功电流后的电网1000的三相电网电压的每两相之间的相位差炉2;获取注入无功电流之后的相位差炉2与注入无功电流之前的相位差辦的相位差值△免;判断所述相位差值△炉大于设定相位阈值时，则判定发生孤
岛O可以理解的是，在三相并网逆变系统中，逆变器800用于将风力发电或者光伏发电的直流电逆变为交流电后，馈送给电网1000。其中逆变器控制器900的作用是控制逆变器800中的功率管，逆变器控制器900通过将PWM驱动信号发送给逆变器800来控制逆变器800输出需要的直流电。本实施例提供的系统，逆变器控制器900在逆变器800的输出电流上注入无功电流。逆变器控制器900计算注入无功电流前，三相电压中每两相电压之间的相位差舛，再计算注入无功电流后，三相电压中每两相电压之间的相位差與判断舛和供2的相位差值△炉大于设定相位阈值时，则 判定发生孤岛。本发明提供的系统可以通过相位差值很准确有效地判断出是否发生孤岛，并且由于本发明对逆变器800的输出电流注入的是无功电流，这样输出波形的谐波含量很小 ，逆变器800并网工作时只有极小的无功变化。与现有技术中的基于频率或者有功功率的扰动方法相比较，本发明注入的无功电流不会影响发电量。需要说明的是，所述逆变器控制器向逆变器的输出电流上注入无功电流，具体为:由逆变器控制器向逆变器发送驱动控制信号，改变逆变器的输出电流，使逆变器的输出电流变为逆变器原来的输出电流与注入的无功电流的叠加。
需要说明的是，在逆变器的输出电流上注入的无功电流是与逆变器的输出电流有关系的，具体关系可以优选为:所述无功电流是所述逆变器的输出电流的k倍，k为小于I的小数。一般设置k为较小的小于I的小数，例如为0.02。需要说明的是，以上实施例中的技术方案，可以适用于图1所示的各种系统中，不仅是光伏并网发电系统，还可以用于其他三相并网逆变系统中，例如，风力发电并网逆变系统，或者储能系统等。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明实施例的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明实施例将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求
1.一种三相并网逆变器的单相或两相孤岛的检测方法，其特征在于，包括: 计算三相电网电压的每两相之间的相位差舛 向逆变器的输出电流上注入无功电流； 计算注入无功电流后的三相电网电压的每两相之间的相位差供2; 获取注入无功电流之后的相位差少2与注入无功电流之前的相位差饵的相位差值Δ炉 判断所述相位差值Δ供大于设定相位阈值时，则判定发生孤岛。
2.根据权利要求1所述的三相并网逆变器的单相或两相孤岛的检测方法，其特征在于，所述无功电流是所述逆变器的输出电流的k倍，k为小于I的小数。
3.根据权利要求1或2所述的三相并网逆变器的单相或两相孤岛的检测方法，其特征在于，所述向逆变器的输出电流上注入无功电流，具体为:由逆变器控制器向逆变器发送驱动控制信号，改变逆变器的输出电流，使逆变器的输出电流变为逆变器原来的输出电流与注入的无功电流的叠加。
4.根据权利要求1所述的三相并网逆变器的单相或两相孤岛的检测方法，其特征在于，所述计算三相电网电压的每两相之间的相位差舛，和计算注入无功电流后的三相电网电压的每两相之间的相位差炉2;具体为: 逆变器控制器采集三相电网电压的过零点，获得三相电网电压A、B和C三相中每一相的相位； 计算A、B和C每两相之间的相位差。
5.一种三相并网逆变器的单相或两相孤岛的检测设备，其特征在于，包括:第一相位差计算单元、无功电流注入单元、第二相位差计算单元、相位差值获取单元和孤岛判断单元; 所述第一相位差计算单元，用于计算三相电网电压的每两相之间的相位差例 所述无功电流注入单元，用于向逆变器的输出电流上注入无功电流； 所述第二相位差计算单元，用于计算注入无功电流后的三相电网电压的每两相之间的相位差供2 ； 所述相位差值获取单元，用于获取注入无功电流之后的相位差与注入无功电流之前的相位差舛的相位差值△炉， 所述孤岛判断单元，用于判断所述相位差值大于设定相位阈值时，则判定发生孤岛O
6.根据权利要求5所述的三相并网逆变器的单相或两相孤岛的检测设备，其特征在于，所述第一相位差计算单元包括相位采集第一子单元、第一相位差计算子单元； 所述相位采集第一子单元，用于采集注入无功电流前三相电网电压的过零点，获得三相电网电压A、B和C三相中每一相的相位； 所述第一相位差计算子单元，用于由所述相位采集第一子单元获得的每一相的相位，计算A、B和C每两相之间的相位差舛。
7.根据权利要求5所述的三相并网逆变器的单相或两相孤岛的检测设备，其特征在于， 所述第二相位差计算单元包括相位采集第二子单元、第二相位差计算子单元； 所述相位采集第二子单元， 用于采集注入无功电流后三相电网电压的过零点，获得三相电网电压A、B和C三相中每一相的相位； 所述第二相位差计算子单元，用于由所述相位采集第二子单元获得的每一相的相位，计算A、B和C每两相之间的相位差供2。
8.根据权利要求5所述的三相并网逆变器的单相或两相孤岛的检测设备，其特征在于，所述无功电流注入单元包括驱动控制信号发送子单元，用于向逆变器发送驱动控制信号，改变逆变器的输出电流，使逆变器的输出电流变为逆变器原来的输出电流与注入的无功电流的置加。
9.一种三相并网逆变器的单相或两相孤岛的检测系统，其特征在于，包括:逆变器、逆变器控制器和电网； 所述逆变器控制器，用于计算电网的三相电网电压的每两相之间的相位差0;向逆变器的输出电流上注入无功电流；计算注入无功电流后的电网的三相电网电压的每两相之间的相位差供2获取注入无功电流之后的相位差炉2与注入无功电流之前的相位差纠的相位差值Δ炉判断所述相位差值Δ炉大于设定相位阈值时，则判定发生孤岛。
10.根据权利要求9所述的三相并网逆变器的单相或两相孤岛的检测系统，其特征在于，所述逆变器控制器向逆变器的输出电流上注入无功电流，具体为:由逆变器控制器向逆变器发送驱动控制信号，改变逆变器的输出电流，使逆变器的输出电流变为逆变器原来的输出电流与注入的无功电流的叠加。
全文摘要
本发明实施例公开了一种三相并网逆变器的单相孤岛的检测方法、设备和系统。通过本发明实施例，在逆变器的输出电流上注入无功电流。计算注入无功电流前，三相电压中每两相电压之间的相位差再计算注入无功电流后，三相电压中每两相电压之间的相位差判断和的相位差值大于设定相位阈值时，则判定发生孤岛。本发明提供的方法可以通过相位差值准确、有效地判断出是否发生孤岛，并且由于本发明对逆变器的输出电流注入的是无功电流，这样输出波形的谐波含量很小，逆变器并网工作时只有极小的无功变化。与现有技术中的基于频率或者有功功率的扰动方法相比较，本发明注入的无功电流不会影响发电量。
文档编号G01R31/00GK103217595SQ20131005267
公开日2013年7月24日 申请日期2013年2月18日 优先权日2013年2月18日
发明者肖永利, 侯坤, 郑越 申请人:华为技术有限公司