一种逆变器抗孤岛效应检测方法技术

本发明专利技术公开了一种逆变器抗孤岛效应检测方法，其中三相逆变器由DSP控制器进行控制，DSP控制器中构建功率计算单元、功率比较单元和误差调节单元。在功率计算单元中，根据三相进网电流和三相网侧电压计算逆变器输出的无功功率；在功率比较单元中，将无功功率基准与无功功率负反馈进行比较，得到无功功率的误差信号；在误差调节单元中，将无功功率的误差信号经过PI调节器进行误差调节，得到逆变器网侧电压的频率。逆变器网侧电压的频率参与逆变器的PWM控制，从而使逆变器的三相进网电流可控。本发明专利技术避免了扰动导致的逆变器在正常并网工作时的电流波形畸变，不存在检测盲区。

A Detection Method for Inverter Resistance to Isolation Effect

【技术实现步骤摘要】
一种逆变器抗孤岛效应检测方法
本专利技术涉及逆变器电路信号检测方法领域，具体是一种逆变器抗孤岛效应检测方法。
技术介绍
常见的逆变器抗孤岛效应检测分为被动检测和主动检测，被动检测主要检测逆变器交流侧输出的频率、电压等参数，发生异常时即判断为发生孤岛，主动检测在控制系统中加入扰动量，有效减小或消除了检测盲区，但扰动量会对逆变器本身的输出性能产生影响，如增加了逆变器正常运行时的进网电流畸变等。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种逆变器抗孤岛效应检测方法，以解决现有技术逆变器孤岛主动检测方法会影响进网电流质量的问题。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种逆变器抗孤岛效应检测方法，用于由DSP控制器控制的三相逆变器，其特征在于：在DSP中程序构建功率计算单元、功率比较单元，并基于PI调节器构建误差调节单元，由功率计算单元、功率比较单元、误差调节单元实现无功功率闭环，同时通过电流传感器检测逆变器的三相进网电流，以及通过电压传感器检测逆变器的三相网侧电压；所述功率计算单元根据电流传感器检测的三相进网电流，以及电压传感器检测的三相网侧电压，计算得到逆变器输出的无功功率；所述功率比较单元中预设无功功率的参考值，即无功功率基准，功率比较单元将无功功率基准和逆变器输出的无功功率进行比较，得到无功功率的误差信号；所述误差调节单元中，通过PI调节器对功率比较单元得到的无功功率的误差信号进行误差调节，得到逆变器网侧电压的频率；当DSP控制器检测到误差调节单元输出的逆变器网侧电压的频率超出正常电网的频率范围时，即判断存在孤岛效应。其中，功率比较单元的比较过程为：将给定的功率值作为基准量，将计算得到的功率作为反馈量，将基准量减去反馈量得到误差信号。误差调节单元根据误差得到逆变器网侧电压的频率过程为：根据闭环控制原理，误差调节单元的输出为被控量，此处被控量为PWM信号调制波的基波频率，只有当被控量等于逆变器网侧电压的频率，闭环控制系统才能够达到稳态，因此，经过闭环调节达到系统的稳态后，误差调节单元的输出自然跟踪逆变器网侧电压的频率。所述的一种逆变器抗孤岛效应检测方法，其特征在于：功率计算单元中，逆变器输出的无功功率计算公式如下：公式(1)、(2)、(3)中，ia、ib和ic分别是电流传感器检测逆变器的三相进网电流；ua、ub和uc分别是电压传感器检测逆变器的三相网侧电压；Q是逆变器输出的无功功率；θ由逆变器网侧电压的频率得到，θ为0～2π周期性线性变化的相位角，变化频率等于逆变器网侧电压的频率，θ的初始值可以是任意角度，逆变器网侧电压的频率由误差调节单元得到。所述的一种逆变器抗孤岛效应检测方法，其特征在于：DSP控制器通过并网开关控制逆变器与电网的通断，当DSP控制器判断存在孤岛效应时，DSP控制将并网开关断开，实现抗孤岛。本专利技术中，逆变器正常运行时无功功率闭环代替锁相环起到了频率跟踪的作用，不会影响进网电流质量，当逆变器与电网断开后，无功功率闭环自动失效，只要通过检测无功功率闭环输出的异常状态，即可判断是否发生了孤岛效应，控制简单，且不存在检测盲区。与现有技术相比，本专利技术优点为：1、避免了扰动导致的逆变器在正常并网工作时的电流波形畸变，保证了正常并网时的电能质量。2、不存在检测盲区，逆变器与电网断开后能迅速通过检测无功功率闭环输出的异常状态，避免孤岛现象的发生。附图说明图1是本专利技术原理示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。如图1所示，如图所示，电流传感器检测逆变器的三相进网电流ia、ib和ic，电压传感器检测逆变器的三相网侧电压ua、ub和uc，由功率计算单元得到逆变器输出的无功功率Q，其计算过程为：其中θ由逆变器网侧电压的频率得到，其为0～2π周期性线性变化的相位角，变化频率等于逆变器网侧电压的频率，θ的初始值可以是任意角度，逆变器网侧电压的频率由误差调节单元得到。功率比较单元将无功功率基准和由功率计算单元得到逆变器输出的无功功率Q进行比较，DSP控制器直接给定无功功率的参考值，即无功功率基准，由功率计算单元得到的逆变器输出的无功功率则作为无功功率负反馈，将无功功率基准与无功功率负反馈进行比较，得到无功功率的误差信号。误差调节单元的目的是使逆变器输出的无功功率等于无功功率基准，由PI调节器实现，由功率比较单元得到的无功功率的误差信号经过PI调节器进行误差调节，得到逆变器网侧电压的频率。逆变器网侧电压的频率参与逆变器的PWM控制，从而使逆变器的三相进网电流可控，并生成参与公式(1)、(2)计算过程的相位角θ。当逆变器正常并网时，误差调节单元输出的逆变器网侧电压的频率等于电网的频率，当逆变器发生孤岛效应时，无功功率闭环失效，误差调节单元输出PI调节器的饱和值，岂会超出正常电网的频率范围，当DSP控制器检测到误差调节单元输出的逆变器网侧电压的频率超出正常电网的频率范围时，立即断开并网开关，实现抗孤岛效应的检测。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种逆变器抗孤岛效应检测方法，用于由DSP控制器控制的三相逆变器，其特征在于：在DSP中程序构建功率计算单元、功率比较单元，并基于PI调节器构建误差调节单元，由功率计算单元、功率比较单元、误差调节单元实现无功功率闭环，同时通过电流传感器检测逆变器的三相进网电流，以及通过电压传感器检测逆变器的三相网侧电压；所述功率计算单元根据电流传感器检测的三相进网电流，以及电压传感器检测的三相网侧电压，计算得到逆变器输出的无功功率；所述功率比较单元中预设无功功率的参考值，即无功功率基准，功率比较单元将无功功率基准和逆变器输出的无功功率进行比较，得到无功功率的误差信号；所述误差调节单元中，通过PI调节器对功率比较单元得到的无功功率的误差信号进行误差调节，得到逆变器网侧电压的频率；当DSP控制器检测到误差调节单元输出的逆变器网侧电压的频率超出正常电网的频率范围时，即判断存在孤岛效应。

【技术特征摘要】
1.一种逆变器抗孤岛效应检测方法，用于由DSP控制器控制的三相逆变器，其特征在于：在DSP中程序构建功率计算单元、功率比较单元，并基于PI调节器构建误差调节单元，由功率计算单元、功率比较单元、误差调节单元实现无功功率闭环，同时通过电流传感器检测逆变器的三相进网电流，以及通过电压传感器检测逆变器的三相网侧电压；所述功率计算单元根据电流传感器检测的三相进网电流，以及电压传感器检测的三相网侧电压，计算得到逆变器输出的无功功率；所述功率比较单元中预设无功功率的参考值，即无功功率基准，功率比较单元将无功功率基准和逆变器输出的无功功率进行比较，得到无功功率的误差信号；...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑昕昕，陆胜梅，刘新天，何耀，曾国建，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34