基于同步旋转坐标系下的主动频率偏移孤岛检测方法，涉及一种主动频率偏移孤岛检测方法。本发明专利技术能够应对分布式电源在中低压配电网中的接入需求。本发明专利技术提出的基于同步旋转坐标系下的主动频率偏移孤岛检测算法与被动式孤岛检测算法相比较，当负载功率与逆变器输出功率相匹配时，不存在检测盲区，与传统的主动频率偏移算法相比较，其畸变位置不是发生在电流过零处，有功电流不会发生波动，从而直流母线电压不会因此而波动。本发明专利技术适用于孤岛检测。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种主动频率偏移孤岛检测方法。
技术介绍
由于光伏并网发电系统与电网直接相连，因此需要考虑电网故障情况下系统的保护措施，当电网断开后，光伏发电系统作为孤立电源继续向本地负载继续供电，这就形成了 “孤岛效应”。孤岛效应对于电气负载以及电网维护人员都可能造成巨大损害，因此相应国际标准中都明确提出光伏并网逆变器必须具有符合其标准的反孤岛功能，也即在孤岛现象发生后，在规定的时间内光伏系统能够检测出孤岛现象的发生并及时停止发电，消除孤岛现象。孤岛检测方法一般分为两大类远程检测和本地检测。本地检测又可以分为两类 被动式孤岛检测算法和主动式孤岛检测算法。被动式孤岛检测算法比较有代表性的是以下两种方法，一是电压谐波检测法，该方法通过检测电网接入点电压的总谐波畸变率来判断孤岛现象的发生。其优点在于当并网逆变器与本地负载功率匹配时不存在检测盲区，然而实际系统中的非线性因素可能导致在电网正常情况下接入点电压总谐波畸变率高于现行标准，这样就可能因为检测阈值过小而在电网正常的情况下出现误判断。二是过欠压、过欠频检测法，该方法通过检测接入点电压幅值、频率是否出现异常来判断孤岛是否形成，该方法比较实用，但当并网逆变器与本地负载功率匹配时存在检测盲区。主动式检测法中比较具有代表性的有扰动注入法和正反馈频率偏移法。扰动注入法通过周期性向输出电流中加入特定的扰动信号，同时通过检测接入点电压是否出现相应扰动来判断孤岛的存在。与电压谐波检测法相比，这种方法稳定性和准确性较高。然而当多台并联的逆变器同时进行谐波注入时会产生相互干扰，同时谐波的注入也必将影响逆变器输出电流的总谐波畸变率。正反馈频率偏移法通过控制逆变器输出电流的相位、频率等持续发生变化，从而导致接入点电压相位、频率跟随发生变化，电压的变化将进一步体现在电流控制中，这样就会形成一种正反馈过程，最终接入点电压的频率超出正常的工作阈值而检测出孤岛的存在。传统的频率偏移法在引入相角(频率)非线性变化的同时，在实际的有功、无功电流中也引入了非线性的畸变，而有功电流波动又会引起直流母线电压的波动。
技术实现思路
本专利技术为了应对分布式电源在中低压配电网中的接入需求，从而提供一种。，它由以下步骤实现步骤一、利用三相锁相环对交流电网电压进行锁相，获得交流电网电压在同步旋转坐标系下的矢量角度θ ；步骤二、根据步骤一获得的交流电网电压的矢量角度θ确定电流矢量角度Qi ;步骤三、根据步骤一获得的交流电网电压的矢量角度e和步骤ニ获得的电流矢 量角度9 ,以及有功电流的给定值id—ref确定无功电流的给定值ぼ，并采用电流控制器获 得控制电压；步骤四、采集光伏逆变器输出电压的频率和幅值，判断是否发生孤岛效应，将判断 结果作为检测结果输出，实现基于同步旋转坐标系下的主动频率偏移孤岛检測。步骤一中获得交流电网电压在同步旋转坐标系下的矢量角度e的过程具体为通过三相锁相环对交流电压进行锁相，得到的相角即为当前时刻电网电压矢量与 a 3坐标系下中a轴夹角e，由于电网电压矢量定向，该角度e也即dq旋转坐标系中d 轴与a轴夹角；步骤ニ中获得电流矢量角度e,的过程为dq旋转坐标系下电量的频率体现为矢量的矢量角的变化率，具体的电压、电流角 频率分别为权利要求1.，其特征是它由以下步骤实现步骤一、利用三相锁相环对交流电网电压进行锁相，获得交流电网电压在同步旋转坐标系下的矢量角度θ ；步骤二、根据步骤一获得的交流电网电压的矢量角度θ确定电流矢量角度Qi ;步骤三、根据步骤一获得的交流电网电压的矢量角度θ和步骤二获得的电流矢量角度Qi以及有功电流的给定值id ref确定无功电流的给定值Irf，并采用电流控制器获得控制电压；步骤四、采集光伏逆变器输出电压的频率和幅值，判断是否发生孤岛效应，将判断结果作为检测结果输出，实现基于同步旋转坐标系下的主动频率偏移孤岛检测。2.根据权利要求1所述的，其特征在于步骤一中获得交流电网电压在同步旋转坐标系下的矢量角度θ的过程具体为通过三相锁相环对交流电压进行锁相，得到的相角即为当前时刻电网电压矢量与α β 坐标系下中α轴夹角θ，由于电网电压矢量定向，该角度θ也即dq旋转坐标系中d轴与 α轴夹角。3.根据权利要求1所述的，其特征在于步骤二中获得电流矢量角度θ i的过程为dq旋转坐标系下电量的频率体现为矢量的矢量角的变化率，具体的电压、电流角频率分别为Iwi =dejdt采用主动频率偏移法，通过控制电流矢量角θ i来控制电流矢量的旋转角速度，对各相相电流的频率进行提升，取θ i的值为\1 + )·θ + ·π θe (-π,π/(\ + )-π] 0Θε (π/(\ + )-π,0]{\ + )·θ θ^ (0,^/(1 + /))] πθ e (π/(\ + ),π]4.根据权利要求1所述的，其特征在于步骤三中，获得无功电流的给定值i,—的过程为对电压和电流矢量角的关系作进一步的整理，得θ;全文摘要，涉及一种主动频率偏移孤岛检测方法。本专利技术能够应对分布式电源在中低压配电网中的接入需求。本专利技术提出的基于同步旋转坐标系下的主动频率偏移孤岛检测算法与被动式孤岛检测算法相比较，当负载功率与逆变器输出功率相匹配时，不存在检测盲区，与传统的主动频率偏移算法相比较，其畸变位置不是发生在电流过零处，有功电流不会发生波动，从而直流母线电压不会因此而波动。本专利技术适用于孤岛检测。文档编号H02J3/38GK102290802SQ20111024138公开日2011年12月21日 申请日期2011年8月22日 优先权日2011年8月22日专利技术者刘义成, 张学广, 徐殿国, 王瑞 申请人:哈尔滨工业大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．基于同步旋转坐标系下的主动频率偏移孤岛检测方法，其特征是：它由以下步骤实现：步骤一、利用三相锁相环对交流电网电压进行锁相，获得交流电网电压在同步旋转坐标系下的矢量角度θ；步骤二、根据步骤一获得的交流电网电压的矢量角度θ确定电流矢量角度θｉ；步骤三、根据步骤一获得的交流电网电压的矢量角度θ和步骤二获得的电流矢量角度θｉ以及有功电流的给定值ｉｄ＿ｒｅｆ确定无功电流的给定值ｉｑ＿ｒｅｆ，并采用电流控制器获得控制电压；步骤四、采集光伏逆变器输出电压的频率和幅值，判断是否发生孤岛效应，将判断结果作为检测结果输出，实现基于同步旋转坐标系下的主动频率偏移孤岛检测。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张学广，徐殿国，王瑞，刘义成，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93
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