基于参数自适应Sandia频率偏移法的并网逆变器孤岛检测方法

摘要

本发明公开了一种基于参数自适应Sandia频率偏移法（Sandia Frequency Shift，SFS）的并网逆变器孤岛检测方法，本方法利用数字相关原理检测公共耦合点电压与逆变器输出电流间的相位差角，根据检测到的相位差角使SFS法中的初始斩波系数cf₀随逆变器频率检测误差自动调整，同时能够使SFS法中的正反馈增益K随本地负载品质因数的不同作自适应调制。本发明既克服了传统SFS法在多逆变器并网条件下因频率检测误差所产生的稀释效应会导致孤岛检测失败的缺点，又解决了本地负载品质因数很高时孤岛检测困难甚至无法测出孤岛的问题，在保证分布式发电系统供电质量的条件下，快速完成孤岛检测及孤岛保护。

主权项

一种基于参数自适应Sandia频率偏移法的并网逆变器孤岛检测方法，其特征在于：(1)采集分布式并网发电系统位于公共耦合点处的电压值及逆变器输出电流值；(2)利用数字相关原理计算由步骤(1)采集到的电压值及逆变器输出电流值之间的相位差角φ；(3)根据步骤(2)得出的相位差角φ计算逆变器的频率检测误差f_e，并根据频率检测误差f_e的具体情况对Sandia频率偏移法中的初始斩波系数cf₀进行自适应调整；(4)根据步骤(2)得出的相位差角φ，在不同品质因数的本地负载条件下，对Sandia频率偏移法中的正反馈增益K作自适应调整；(5)根据步骤(3)、(4)获得的初始斩波系数cf₀及正反馈增益K，得到孤岛检测所需的逆变器输出电流给定信号的移频初相角θ_SFS；步骤(2)所述公共耦合点处的电压值及逆变器输出电流值之间的相位差角φ的计算式为：$\phi =\pm \arcsin \sqrt{\frac{2}{N}\underset{m=0}{\overset{N-1}{\Sigma }}{\{R_{\mathrm{iu}}\left(m\right)-R_{\mathrm{ui}}\left(m\right)-\frac{1}{N}\underset{m=0}{\overset{N-1}{\Sigma }}[R_{\mathrm{iu}}\left(m\right)-R_{\mathrm{ui}}\left(m\right)\left]\right\}}^2}$式中，φ是公共耦合点处的电压值及逆变器输出电流值之间的相位差角，N为采样点数，R_iu(m)与R_ui(m)为公共耦合点处的电压及逆变器输出电流信号之间的互相关函数，m是互相关函数中的自变量；步骤(3)所述频率检测误差f_e的计算式为：$f_e=\frac{\phi -{\phi }_0}{K}\text{·}\frac{1}{90}$式中，f_e是频率检测误差，φ是公共耦合点处的电压值及逆变器输出电流值之间的相位差角，φ₀是没有频率检测误差时公共耦合点处的电压值及逆变器输出电流值之间的相位差角，K是正反馈增益；步骤(3)所述初始斩波系数cf₀的调整式为：cf₀＝cf’₀+K·f_e式中，cf₀是调整后的初始斩波系数，cf’₀是最初设定的初始斩波系数，K是正反馈增益，f_e是频率检测误差；步骤(4)所述正反馈增益K的计算式为：$K>\frac{2\phi }{\pi (f_g-f)}$式中，K是正反馈增益，φ是公共耦合点处的电压及逆变器输出电流之间的相位差角，f_g是电网电压额定频率，f是分布式发电系统工作频率；步骤(5)所述逆变器输出电流给定信号的移频初相角θ_SFS的计算式为：${\theta }_{\mathrm{SFS}}=\frac{\pi }{2}·\mathrm{cf}=\frac{\pi }{2}[{\mathrm{cf}}_0+K(f-f_g)]$式中，θ_SFS是逆变器输出电流给定信号的移频初相角，cf是斩波系数，其它符号含义与上面相同。