一种逆变器反孤岛控制系统技术方案

本发明专利技术实施例涉及电力系统自动化技术领域，公开了一种逆变器反孤岛控制系统。其中，该系统包括移相环和驱动电路，上述移相环包括第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端、第一输出端和第二输出端；上述驱动电路包括第一输入端、第二输入端、第三输入端和输出端；移相环的第一输出端连接驱动电路的第一输入端，移相环的第二输出端连接驱动电路的第二输入端。实施本发明专利技术实施例，可以当逆变器出现孤岛状态时，利用移相环使逆变器交流端电压的频率偏移至第二频率，使其触发频率保护从而断开与电网之间的连接，即脱离孤岛状态。

An inverter anti isolated island control system

The embodiment of the invention relates to the technical field of power system automation, and discloses an inverter anti islanding control system. The system includes a phase shift loop and a driving circuit. The phase shift loop includes the first input, the second input, the third input, the fourth input, the first output and the second output. The driving circuit includes the first input, the second input, the third input and the output, and the first output of the phase shift ring. The second output end of the phase shifting ring is connected with the second input end of the driving circuit. In the implementation of this invention, when the inverter appears isolated island state, the phase shift ring is used to offset the frequency of the inverter AC terminal voltage to second frequency, so that the trigger frequency protection is triggered and the connection between the power grid and the power grid is disconnected, that is, it is out of the island state.

【技术实现步骤摘要】
一种逆变器反孤岛控制系统
本专利技术涉及电力系统自动化
，尤其涉及一种逆变器反孤岛控制系统。
技术介绍
新能源并网发电时产生直流电能，需要通过逆变器将直流电能转换为交流电能，再向主电网和负载供电。逆变器的孤岛状态是指，当并网开关跳闸时，逆变器未能检出主电网的停电状态将自身切离电网，而是作为孤立电源对负载进行供电。孤岛状态对设备和人员的安全存在重大隐患：当检修人员停止主电网的供电，对电力线路和电路设备进行检修时，若新能源的逆变器仍然继续为负载供电，会造成检修人员的伤亡事故；除此以外，若并网的逆变器保持供电，当主电网恢复供电后，电网电压和逆变器的输出电压在相位上可能存在较大差异，在瞬间产生很大的冲击电流从而损坏设备。因此，需要通过孤岛检测策略，利用通讯或外设、被动式检测、主动式扰动等方法，检测出孤岛状态，并使逆变器脱离孤岛发电系统。然而，上述孤岛检测策略，通常依赖于过/欠压或过/欠频保护机制，当逆变器的过/欠压或过/欠频保护时间，大于并网标准要求的孤岛保护时间时，就会出现孤岛检测失败的情况。因此，如何在主电网断电时检测出逆变器的孤岛状态以将逆变器切离电网，成为一个亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种逆变器反孤岛控制系统，可以当逆变器出现孤岛状态时，利用移相环使逆变器交流端电压的频率偏移至第二频率，使其触发频率保护从而断开与电网之间的连接，即脱离孤岛状态。本专利技术实施例公开了一种逆变器反孤岛控制系统，包括：移相环和驱动电路；所述移相环包括第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端、第一输出端和第二输出端；所述驱动电路包括第一输入端、第二输入端、第三输入端和输出端；所述移相环的第一输出端连接所述驱动电路的第一输入端，所述移相环的第二输出端连接所述驱动电路的第二输入端；所述移相环用于根据所述逆变器交流端电压和并网标准中的频率保护信息，将有功电压指令和无功电压指令进行移相变换，得到移相后的有功电压指令和移相后的无功电压指令其中，所述所述所述逆变器交流端电压和所述并网标准中的频率保护信息分别经所述移相环的第一输入端、第二输入端、第三输入端和第四输入端到达所述移相环；所述经所述移相环的第一输出端到达所述驱动电路的第一输入端，所述经所述移相环的第二输出端到达所述驱动电路的第二输入端；所述驱动电路用于根据所述和产生驱动信号；所述驱动信号经所述驱动电路的输出端到达所述逆变器，以驱动所述逆变器输出具有第二频率的交流电压，所述第二频率用于控制断开或保持所述逆变器与电网之间的连接。在该实施方式中，当逆变器出现孤岛状态时，利用移相环使逆变器输出具有第二频率的交流电压，若第二频率触发频率保护，则运行频率保护时间之后，逆变器断开与电网之间的连接，即脱离孤岛状态。作为一种可选的实施方式，所述移相环包括移相角产生电路和移相矩阵电路，其中：所述移相角产生电路包括第一输入端、第二输入端和输出端；所述移相矩阵电路包括第一输入端、第二输入端、第三输入端、第一输出端和第二输出端；所述移相角产生电路的输出端连接所述移相矩阵电路的第三输入端；所述移相角产生电路用于根据所述逆变器交流端电压和所述频率保护信息产生移相角；其中，所述逆变器交流端电压和所述频率保护信息分别经所述移相角产生电路的第一输入端和第二输入端到达所述移相角产生电路；所述移相角经所述移相角产生电路的输出端到达所述移相矩阵电路的第三输入端；所述移相矩阵电路用于根据所述移相角将所述和所述进行移相变换得到所述和所述其中，所述和所述分别经所述移相矩阵电路的第一输入端和第二输入端到达所述移相矩阵电路；所述经所述移相矩阵电路的第一输出端到达所述驱动电路的第一输入端，所述经所述移相矩阵电路的第二输出端到达所述驱动电路的第二输入端。在该实施方式中，移相角产生电路根据所述逆变器交流端电压和所述频率保护信息产生移相角；移相矩阵电路根据所述移相角，将所述和所述进行移相变换得到所述和所述所述和所述用以使所述驱动电路产生驱动信号，以驱动所述逆变器输出具有第二频率的交流电压；若第二频率触发频率保护，则运行频率保护时间之后，逆变器断开与电网之间的连接，即脱离孤岛状态。作为一种可选的实施方式，所述移相角产生电路包括鉴频器、频率指令发生器和控制器，其中：所述鉴频器包括输入端和输出端；所述频率指令发生器包括第一输入端、第二输出端和输出端；所述控制器包括第一输入端、第二输入端和输出端；所述鉴频器的输出端连接所述频率指令发生器的第二输入端和所述控制器的第一输入端；所述频率指令发生器的输出端连接所述控制器的第二输入端；所述鉴频器用于根据所述逆变器交流端电压输出所述逆变器交流端电压的频率作为第一频率；其中，所述逆变器交流端电压经所述鉴频器的输入端到达所述鉴频器；所述第一频率经所述鉴频器的输出端到达所述频率指令发生器的第二输入端和所述控制器的第一输入端；所述频率指令发生器用于根据所述第一频率和所述频率保护信息确定频率指令；其中，所述频率保护信息经所述频率指令发生器的第一输入端到达所述频率指令发生器；所述频率指令经所述频率指令发生器的输出端到达所述控制器的第二输入端；所述控制器用于根据所述第一频率和所述频率指令确定所述移相角；所述移相角经所述控制器的输出端到达所述移相矩阵电路的第三输入端。在该实施方式中，所述鉴频器用于根据所述逆变器交流端电压输出所述逆变器交流端电压的频率作为第一频率；所述频率指令发生器用于根据所述第一频率和所述频率保护信息确定频率指令；所述控制器用于根据所述第一频率和所述频率指令确定所述移相角；移相矩阵电路根据所述移相角，将所述和所述进行移相变换得到所述和所述所述和所述用以使所述驱动电路产生驱动信号，以驱动所述逆变器输出具有第二频率的交流电压；若第二频率触发频率保护，则运行频率保护时间之后，逆变器断开与电网之间的连接，即脱离孤岛状态。作为一种可选的实施方式，所述频率保护信息包括欠频保护阈值fmin、欠频保护时间T1、过频保护阈值fmax和过频保护时间T2；正常工作频率范围为fmin～fmax；所述频率指令发生器用于根据所述第一频率和所述频率保护信息确定频率指令，包括：当所述第一频率在所述正常工作频率范围内，所述频率指令发生器用于输出的所述频率指令为所述第一频率；当所述第一频率不在所述正常工作频率范围内，且T1＜T2，所述频率指令发生器用于输出的所述频率指令为所述fmin；当所述第一频率不在所述正常工作频率范围内，且T1＞T2，所述频率指令发生器用于输出的所述频率指令为所述fmax。在该实施方式中，当所述第一频率不在所述正常工作频率范围内，频率指令发生器将保护时间短的频率保护阈值设定为频率指令，导致所述逆变器输出具有第二频率的交流电压时，第二频率向保护时间较短的频率保护阈值偏移；因此，若第二频率触发频率保护，则运行较短时间之后，逆变器便能断开与电网之间的连接，因此本实施方式，可以使逆变器在发生孤岛效应时，尽快脱离孤岛状态。作为一种可选的实施方式，所述驱动电路包括：锁相环、旋转变换矩阵电路和驱动信号发生器；所述锁相环包括输入端和输出端；所述旋转变换矩阵电路包括第一输入端、第二输入端、第三输入端和输出端；所述驱动信号发生器包括输入端和输出端；所述锁相环的输出端连接所述旋转变换矩阵电路的第三输入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种逆变器反孤岛控制系统，其特征在于，包括：移相环和驱动电路；所述移相环包括第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端、第一输出端和第二输出端；所述驱动电路包括第一输入端、第二输入端、第三输入端和输出端；所述移相环的第一输出端连接所述驱动电路的第一输入端，所述移相环的第二输出端连接所述驱动电路的第二输入端；所述移相环用于根据所述逆变器交流端电压和并网标准中的频率保护信息，将有功电压指令

【技术特征摘要】
1.一种逆变器反孤岛控制系统，其特征在于，包括：移相环和驱动电路；所述移相环包括第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端、第一输出端和第二输出端；所述驱动电路包括第一输入端、第二输入端、第三输入端和输出端；所述移相环的第一输出端连接所述驱动电路的第一输入端，所述移相环的第二输出端连接所述驱动电路的第二输入端；所述移相环用于根据所述逆变器交流端电压和并网标准中的频率保护信息，将有功电压指令和无功电压指令进行移相变换，得到移相后的有功电压指令和移相后的无功电压指令其中，所述所述所述逆变器交流端电压和所述并网标准中的频率保护信息分别经所述移相环的第一输入端、第二输入端、第三输入端和第四输入端到达所述移相环；所述经所述移相环的第一输出端到达所述驱动电路的第一输入端，所述经所述移相环的第二输出端到达所述驱动电路的第二输入端；所述驱动电路用于根据所述所述和所述逆变器交流端电压产生驱动信号；其中，所述逆变器交流端电压经所述驱动电路的第三输入端到达所述驱动电路；所述驱动信号经所述驱动电路的输出端到达所述逆变器，以驱动所述逆变器输出具有第二频率的交流电压，所述第二频率用于控制断开或保持所述逆变器与电网之间的连接。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述移相环包括移相角产生电路和移相矩阵电路，其中：所述移相角产生电路包括第一输入端、第二输入端和输出端；所述移相矩阵电路包括第一输入端、第二输入端、第三输入端、第一输出端和第二输出端；所述移相角产生电路的输出端连接所述移相矩阵电路的第三输入端；所述移相角产生电路用于根据所述逆变器交流端电压和所述频率保护信息产生移相角；其中，所述逆变器交流端电压和所述频率保护信息分别经所述移相角产生电路的第一输入端和第二输入端到达所述移相角产生电路；所述移相角经所述移相角产生电路的输出端到达所述移相矩阵电路的第三输入端；所述移相矩阵电路用于根据所述移相角将所述和所述进行移相变换得到所述和所述其中，所述和所述分别经所述移相矩阵电路的第一输入端和第二输入端到达所述移相矩阵电路；所述经所述移相矩阵电路的第一输出端到达所述驱动电路的第一输入端，所述经所述移相矩阵电路的第二输出端到达所述驱动电路的第二输入端。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述移相角产生电路包括鉴频器、频率指令发生器和控制器，其中：所述鉴频器包括输入端和输出端；所述频率指令发生器包括第一输入端、第二输出端和输出端；所述控制器包括第一输入端、第二输入端和输出端；所述鉴频器的输出端连接所述频率指令发生器的第二输入端和所述控制器的第一输入端；所述频率指令发生器的输出端连接所述控制器的第二输入端；所述鉴频器用于根据所述逆变器交流端电压输出所述逆变器交流端电压的频率作为第一频率；其中，所述逆变器交流端电压经所述鉴频器的输入端到达所述鉴频器；所述第一频率经所述鉴频器的输出端到达所述频率指令发生器的第二输入端和所述控制器的第一输入端；所述频率指令发生器用于根据所述第一频率和所述频率保护信息确定频率指令；其中，所述频率保护信息经所述频率指令发生器的第一输入端到达所述频率指令发生器；所述频率指令经所述频率指令发生器的输出端到达所述控制器的第二输入端；所述控制器用于根据所述第一频率和所述频率指令确定所述移相角；所述移相角经所述控制器的输出端到达所述移相矩阵电路的第三输入端。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述频率保护信息包括欠频保护阈值fmin、欠频保护时间T1、过频保护阈值fmax和过频保护时间T2；正常工作频率范围为fmin～fmax；所述频率指令发生器用于根据所述第一频率和所述频率保护信息确定频率指令，包括：当所述第一频率在所述正常工作频率范围内，所述频率指令发生器用于输出的所述频率指令为所述第一频率；当所述第一频率不在所述正常工作频率范围内，且T1＜T2，所述频率指令发生器用于输出的所述频率指令为所述fmin；当所述第一频率不在所述正常工作频率范围内，且T1＞T2，所述频率指令发生器用于输出的所述频率指令为所述fmax。5.根据权利要求1～...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵章平，辛凯，郭海滨，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44