孤岛检测方法、装置、并网逆变器及计算机可读存储介质与流程

本申请涉及并网供电系统，具体涉及孤岛检测方法、装置、并网逆变器及计算机可读存储介质。

背景技术：

1、并网供电系统作为微电网系统，并网时经由公共耦合点(point of commoncoupling，pcc)连接到传统集中式电网。并网供电系统通常包括供电设备和并网逆变器，并网逆变器将供电设备输出的直流电转换成交流电，再输出交流电到电网和负载。并网时，并网逆变器输出的交流电电压需要与电网电压的频率和相位同步。当电网由于故障掉电时，如果无法及时检测到该故障，可能导致电网停止供电的部分线路仍带电运行，也即发生“孤岛效应”，孤岛效应的产生会导致供电安全问题。相关技术中一般向公共耦合点注入相关电参数的扰动(例如相位扰动、频率扰动、电流扰动等)来进行孤岛检测，但孤岛检测过慢仍然会影响供电安全性。

技术实现思路

1、鉴于此，本申请提供一种孤岛检测方法、装置、并网逆变器及计算机可读存储介质，旨在解决并网供电系统中如何快速进行孤岛检测的问题。

2、本申请实施例第一方面提供一种孤岛检测方法，应用于并网逆变器的控制器，方法包括：持续检测公共耦合点处的电压频率。根据电压频率计算相邻两次检测之间电压频率的频率偏差。在频率偏差小于预设频率阈值时，通过预设的闭环锁相方式获取电压相位。在频率偏差大于或等于预设频率阈值时，通过预设的开环锁相方式获取电压相位。根据频率偏差、电压频率以及电压相位确定注入频率扰动的参考电流。根据参考电流控制并网逆变器向公共耦合点输出电流。在电压频率超出预设范围时，确认发生孤岛效应。

3、采用本实施例的孤岛检测方法，首先根据检测到的公共耦合点处的电压频率计算相邻两次检测之间的频率偏差。在频率偏差小于预设频率阈值时，通过预设的闭环锁相方式检测电压相位，并在此基础上向公共耦合点注入带有频率扰动的参考电流。当频率偏差大于或等于预设频率阈值时，说明可能发生孤岛效应。由于孤岛检测所需注入的频率扰动为带正反馈的扰动，若此时采用基于负反馈的闭环锁相，则闭环锁相造成的负反馈量会对孤岛检测注入的带正反馈的扰动产生一定的抵消作用，可能抵消掉部分频移效果，导致检测到孤岛效应的时延较长或无法检测到孤岛效应。由此，当频率偏差大于或等于预设频率阈值时，采用开环锁相方式检测电压相位，基于此确定带有频率扰动的参考电流，以继续向公共耦合点注入频率扰动，在公共耦合点的电压频率超出预设范围时，确认发生孤岛效应。由于开环锁相没有负反馈，因此不会对孤岛检测所注入的带正反馈的扰动产生抵消作用，则当电网故障掉电时，频率扰动会快速积累，使得公共耦合点处的电压频率快速超出预设范围，从而能够减少检测到孤岛效应的时延，提高检测到孤岛效应的检测速度。

4、在一种实施例中，上述孤岛检测方法还包括：在电压频率未超出预设范围时，确认未发生孤岛效应。

5、由于公共耦合点处的电压频率未超出预设范围，说明电网处于接入状态，未发生故障掉电，可以将电压频率钳位在电网频率附近，也即未发生孤岛效应。

6、在另一种实施例中，根据频率偏差、电压频率以及电压相位确定注入频率扰动的参考电流，包括：根据预设的增益系数和频率偏差确定频率扰动量。根据电压相位、电压频率以及频率扰动量计算参考电流的参考相位。根据预设的电流幅值以及参考相位确定参考电流。

7、由于参考电流的参考相位随频率扰动量变化，随着频率扰动量增大，参考电流的参考相位也会增大，参考相位增大，又会导致频率扰动量进一步增大，由此能够快速积累频率扰动，有利于提高检测到孤岛效应的检测速度。

8、在另一种实施例中，上述孤岛检测方法还包括：从预设的闭环锁相方式切换为预设的开环锁相方式时，将最近一次通过预设的闭环锁相方式检测到的第一相位确定为预设的开环锁相方式的相位初始值。

9、由此，有利于在切换锁相方式时保持相位的连续性，避免在切换锁相方式之后重新进行相位跟踪，从而确保锁相方式切换时可以平滑过渡，避免影响并网逆变器工作。

10、在另一种实施例中，上述孤岛检测方法还包括：从预设的开环锁相方式切换为预设的闭环锁相方式时，将最近一次通过预设的开环锁相方式检测到的第二相位确定为预设的闭环锁相方式的相位初始值。

11、在另一种实施例中，根据参考电流控制并网逆变器向公共耦合点输出电流，包括：获取并网逆变器的当前输出电流。根据参考电流、当前输出电流以及预设的逆变控制算法确定驱动信号。通过驱动信号控制并网逆变器向公共耦合点输出电流。由此，并网逆变器的输出电流会带有频率扰动，再通过检测公共耦合点处的电压频率是否处于预设范围，从而判定是否发生孤岛效应。

12、在另一种实施例中，上述孤岛检测方法还包括：当确认发生孤岛效应时，断开并网逆变器与电网的连接。

13、在确认发生孤岛效应时，说明电网存在故障，此时，及时将并网逆变器与电网的连接断开，使并网逆变器脱网，可以避免与电网的连接处带电，造成安全事故。

14、本申请实施例第二方面提供一种孤岛检测装置，孤岛检测装置包括：电压频率检测模块，用于持续检测公共耦合点处的电压频率。频率偏差计算模块，用于根据电压频率计算相邻两次检测之间电压频率的频率偏差。电压相位获取模块，用于在频率偏差小于预设频率阈值时，通过预设的闭环锁相方式检测电压相位；以及，在频率偏差大于或等于预设频率阈值时，通过预设的开环锁相方式检测电压相位。参考电流获取模块，用于根据频率偏差、电压频率以及电压相位确定注入频率扰动的参考电流。孤岛效应确认模块，用于根据参考电流控制并网逆变器向公共耦合点输出电流；以及，在电压频率超出预设范围时，确认发生孤岛效应。

15、本申请实施例第三方面提供一种并网逆变器，并网逆变器包括控制器和逆变电路。其中，控制器用于执行本申请实施例提供的孤岛检测方法的步骤。

16、本申请实施例第四方面提供一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序或代码，当计算机程序或代码被处理器执行时，实现本申请实施例提供的孤岛检测方法的步骤。

技术特征：

1.一种孤岛检测方法，应用于并网逆变器，其特征在于，所述方法包括：

2.如权利要求1所述的孤岛检测方法，其特征在于，所述方法还包括：

3.如权利要求1所述的孤岛检测方法，其特征在于，所述根据所述频率偏差、所述电压频率以及所述电压相位确定注入频率扰动的参考电流，包括：

4.如权利要求1所述的孤岛检测方法，其特征在于，所述方法还包括：

5.如权利要求1所述的孤岛检测方法，其特征在于，所述方法还包括：

6.如权利要求1所述的孤岛检测方法，其特征在于，所述根据所述参考电流控制所述并网逆变器向所述公共耦合点输出电流，包括：

7.如权利要求1所述的孤岛检测方法，其特征在于，所述方法还包括：

8.一种孤岛检测装置，其特征在于，所述孤岛检测装置包括：

9.一种并网逆变器，其特征在于，所述并网逆变器包括控制器和逆变电路，其中，所述控制器用于执行如权利要求1至7中任一项所述的孤岛检测方法。

10.一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序或代码，其特征在于，当所述计算机程序或代码被处理器执行时，实现如权利要求1至7中任一项所述的孤岛检测方法。

技术总结
本申请提供一种孤岛检测方法、装置、并网逆变器及计算机可读存储介质。其中，孤岛检测方法包括：持续检测公共耦合点处的电压频率。根据电压频率计算相邻两次检测之间电压频率的频率偏差。在频率偏差小于预设频率阈值时，通过预设的闭环锁相方式获取电压相位。在频率偏差大于或等于预设频率阈值时，通过预设的开环锁相方式获取电压相位。根据频率偏差、电压频率以及电压相位确定注入频率扰动的参考电流。根据参考电流控制并网逆变器向公共耦合点输出电流。在电压频率超出预设范围时，确认发生孤岛效应。由此有利于减少检测到孤岛效应的时延，提高检测到孤岛效应的检测速度。

技术研发人员：胡雄,赵密,陈熙,王雷
受保护的技术使用者：深圳市正浩创新科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14