单相光伏逆变器孤岛检测方法及设备、光伏系统技术方案

本发明专利技术提供了一种单相光伏逆变器孤岛检测方法及设备、光伏系统，该方法包括：获取目标并网电压以及目标并网电压对应的采样频率，并基于目标并网电压以及采样频率确定目标并网电压对应的无功电压分量；从无功电压分量中提取预设频率的谐波，并基于预设频率的谐波生成无功扰动量；将无功扰动量叠加到目标控制环路中的无功电流给定值上，并基于目标并网电压对应的相角对目标控制环路中电流控制器的输出进行调整；响应于内/外部的孤岛检测触发信号，获取当前的目标并网电压锁相后的无功电压分量，并根据当前的无功电压分量中所包含的预设频率的谐波量判断是否存在孤岛效应。本发明专利技术能够有效提高单相光伏逆变器孤岛检测的可靠性。够有效提高单相光伏逆变器孤岛检测的可靠性。够有效提高单相光伏逆变器孤岛检测的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
单相光伏逆变器孤岛检测方法及设备、光伏系统


[0001]本专利技术属于孤岛检测
，更具体地说，是涉及一种单相光伏逆变器孤岛检测方法及设备、光伏系统。

技术介绍

[0002]在光伏并网领域，孤岛效应是指电网因故障事故或停电维修等原因停止工作时，光伏系统未能及时检测出停电状态而不能切离市电网络，从而形成一个由光伏系统向周围负载供电的自给供电孤岛现象。一般来说，孤岛效应可能对整个配电系统设备及用户端的设备造成不利的影响。因此，及时检测出孤岛效应尤为重要。
[0003]现有的孤岛检测方法主要包含被动检测法和主动检测法，被动检测法无需增加硬件电路，但是在光伏系统输出功率与局部负载功率平衡时就会失去孤岛检测能力。主动检测法可以避免前述弊端，但当其应用在单相光伏逆变器时，由于单相光伏逆变器的功率容量通常较小，导致现有主动检测法的应用易对系统运行时的电能参数造成影响。因此，如何提升现有的孤岛检测方案的可靠性成为本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种单相光伏逆变器孤岛检测方法及设备、光伏系统，以解决现有技术中孤岛检测可靠性不高的技术问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是提供了一种单相光伏逆变器孤岛检测方法，包括：
[0006]获取目标并网电压以及所述目标并网电压对应的采样频率，并基于所述目标并网电压以及所述采样频率确定所述目标并网电压对应的无功电压分量；从所述无功电压分量中提取预设频率的谐波，并基于所述预设频率的谐波生成无功扰动量；将所述无功扰动量叠加到目标控制环路中的无功电流给定值上，并基于所述目标并网电压对应的相角对所述目标控制环路中电流控制器的输出进行调整；
[0007]其中，所述目标并网电压为目标单相光伏逆变器对应的并网电压，所述目标控制环路为所述目标单相光伏逆变器对应的控制环路；
[0008]响应于内/外部的孤岛检测触发信号，获取当前的目标并网电压锁相后的无功电压分量，并根据当前的无功电压分量中所包含的预设频率的谐波量判断是否存在孤岛效应。
[0009]在一种可能的实现方式中，所述基于所述目标并网电压以及所述采样频率确定所述目标并网电压对应的无功电压分量，包括：
[0010]基于所述目标并网电压的频率以及所述采样频率确定预设数字正交信号发生器的自适应参数；
[0011]将所述目标并网电压输入至确定好自适应参数的所述预设数字正交信号发生器中，得到所述目标并网电压的正交分量；
[0012]基于所述正交分量确定所述目标并网电压对应的无功电压分量。
[0013]在一种可能的实现方式中，所述从所述无功电压分量中提取预设频率的谐波，包括：
[0014]基于预设频率的带通滤波器对所述无功电压分量进行滤波处理，得到滤波处理后无功电压分量；
[0015]基于预设陷波器滤除所述滤波处理后无功电压分量中的工频分量，得到预设频率的谐波。
[0016]在一种可能的实现方式中，所述基于所述预设频率的谐波生成无功扰动量，包括：
[0017]通过ΔI＝K*I
d
*U
xhz
得到无功扰动量；
[0018]其中，U
xhz
为所述预设频率的谐波，K为预设系数，I
d
为所述目标单相光伏逆变器对应的有功输出电流，ΔI为无功扰动量。
[0019]在一种可能的实现方式中，在将所述无功扰动量叠加到目标控制环路中的无功电流给定值上之前，所述单相光伏逆变器孤岛检测方法还包括：
[0020]对所述无功扰动量进行限幅处理；
[0021]其中，所述限幅处理对应的限幅值与所述目标单相光伏逆变器对应的有功输出电流的最大值正相关。
[0022]在一种可能的实现方式中，所述目标控制环路中的电流控制器包含无功电流控制器以及有功电流控制器；
[0023]所述基于所述目标并网电压对应的相角对所述目标控制环路中电流控制器的输出进行调整，包括：
[0024]将输入至所述有功电流控制器中以实现对所述有功电流控制器输出的调整；将输入至所述无功电流控制器中以实现对所述无功电流控制器输出的调整；其中，为所述目标并网电压对应的相角。
[0025]在一种可能的实现方式中，所述预设频率的范围为5
‑
10Hz。
[0026]在一种可能的实现方式中，所述根据当前的无功电压分量中所包含的预设频率的谐波量判断是否存在孤岛效应，包括：
[0027]若当前的无功电压分量中所包含的预设频率的谐波量大于预设阈值，则判断存在孤岛效应；
[0028]若当前的无功电压分量中所包含的预设频率的谐波量不大于预设阈值，则判断不存在孤岛效应。
[0029]本专利技术的另一方面，还提供了一种单相光伏逆变器孤岛检测设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以上所述的单相光伏逆变器孤岛检测方法的步骤。
[0030]本专利技术的再一方面，还提供了一种光伏系统，包括：
[0031]上述的单相光伏逆变器孤岛检测设备。
[0032]本专利技术提供的单相光伏逆变器孤岛检测方法及设备、光伏系统的有益效果在于：
[0033]考虑到目标单相光伏逆变器的单相特性，本专利技术首先利用目标并网电压及其采样频率提取到了目标并网电压对应的无功电压分量，该无功电压分量的提取有效支持了后续
的无功扰动步骤。在此基础上，由于本专利技术是基于无功扰动的方式进行孤岛检测的，并且无功扰动量的生成是基于单相光伏逆变器本身对应的电压参数的(不存在人为引入的扰动)，因此可以有效降低检测过程对单相光伏逆变器原有电路的参数影响，从而克服现有技术中存在的因单相光伏逆变器容量较小导致电能参数易受影响的问题，保证孤岛检测的可靠性。此外，在无功扰动量的生成上，区别于现有技术中基于频率生成无功扰动量的方式，本专利技术是通过提取无功电压分量中的谐波来生成无功扰动量的，相对于现有技术本专利技术可以有效降低孤岛检测对电网频率分辨率的依赖程度，适用范围更广，从而进一步提升了孤岛检测的可靠性。
附图说明
[0034]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，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专利技术的一些实施例，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。
[0035]图1为本专利技术一实施例提供的单相光伏逆变器孤岛检测方法的流程示意图；
[0036]图2为本专利技术一实施例提供的单相光伏逆变器孤岛检测设备的结构示意图；
[0037]图3为本专利技术一实施例提供的单相光伏逆变器对应的部分控制环路图；
[0038]图4为本专利技术一实施例提供的孤岛检测的试验结果图。
具体实施方式
[0039]为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单相光伏逆变器孤岛检测方法，其特征在于，包括：获取目标并网电压以及所述目标并网电压对应的采样频率，并基于所述目标并网电压以及所述采样频率确定所述目标并网电压对应的无功电压分量；从所述无功电压分量中提取预设频率的谐波，并基于所述预设频率的谐波生成无功扰动量；将所述无功扰动量叠加到目标控制环路中的无功电流给定值上，并基于所述目标并网电压对应的相角对所述目标控制环路中电流控制器的输出进行调整；其中，所述目标并网电压为目标单相光伏逆变器对应的并网电压，所述目标控制环路为所述目标单相光伏逆变器对应的控制环路；响应于内/外部的孤岛检测触发信号，获取当前的目标并网电压锁相后的无功电压分量，并根据当前的无功电压分量中所包含的预设频率的谐波量判断是否存在孤岛效应。2.如权利要求1所述的单相光伏逆变器孤岛检测方法，其特征在于，所述基于所述目标并网电压以及所述采样频率确定所述目标并网电压对应的无功电压分量，包括：基于所述目标并网电压的频率以及所述采样频率确定预设数字正交信号发生器的自适应参数；将所述目标并网电压输入至确定好自适应参数的所述预设数字正交信号发生器中，得到所述目标并网电压的正交分量；基于所述正交分量确定所述目标并网电压对应的无功电压分量。3.如权利要求1所述的单相光伏逆变器孤岛检测方法，其特征在于，所述从所述无功电压分量中提取预设频率的谐波，包括：基于预设频率的带通滤波器对所述无功电压分量进行滤波处理，得到滤波处理后无功电压分量；基于预设陷波器滤除所述滤波处理后无功电压分量中的工频分量，得到预设频率的谐波。4.如权利要求1所述的单相光伏逆变器孤岛检测方法，其特征在于，所述基于所述预设频率的谐波生成无功扰动量，包括：通过ΔI＝K*I
d
*U
xhz
得到无功扰动量；其中，U
xhz...

【专利技术属性】
技术研发人员：易龙强，黄凯伦，
申请(专利权)人：厦门科华数能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：