一种基于基频与开关频率次阻抗的孤岛检测法

摘要

本发明涉及一种基于基频与开关频率次阻抗的孤岛检测法，属于并网逆变器在电力系统应用中的保护与控制领域。本发明针对并网逆变器，提出利用并网逆变器基波频率处电流成分与开关频率处存在的谐波成分，通过傅里叶级数中三角函数的关系取代傅里叶变换，只需在时域内将采样得到的公共连接点(PCC)电压与并网电流信号送至DSP处理芯片进行软件运算，即可由阻抗的变化快速有效的判断孤岛发生。本发明有益之处在于：突破传统被动孤岛检测法弊端，且不需外加扰动信号，从而避免主动孤岛检测法中的扰动影响，无需在频域内计算阻抗，快速的运算及动作保证了系统运行的稳定性及可靠性，具有良好的工程借鉴价值。

主权项

一种基于基频与开关频率次阻抗的孤岛检测法，其特征在于，包括如下步骤：(1)并网逆变器与低压电网并联，同时两者中间并接本地负载若干，所述并网逆变器、低压电网、本地负载的公共连接点为PCC，在PCC和低压电网之间设置接触开关，用以切换并网模式与孤岛模式；(2)采样PCC处的电压V_PCC与并网逆变器的输出电流I_inv，将信号送至DSP2808核心控制芯片进行并网控制的相关软件运算，输出SPWM驱动信号驱动各桥臂开关管导通与关断，同时利用傅里叶级数的三角函数关系，由以上两个采样参数V_PCC和I_inv进行快速孤岛计算，获得基波频率和开关频率下的阻抗值；所述获得阻抗值的具体步骤为：记Sinω_f1t与Cosω_f1t为根据系统基波频率由内部给定的正余弦数据点，Sinω_swt与Cosω_swt为根据系统开关频率由内部给定的正余弦数据点，将采样获得的PCC处电压值V_PCC以及逆变器的输出电流I_inv分别与Sinω_f1t、Cosω_f1t、Sinω_swt和Cosω_swt相乘，并在单位周期内求积分，利用傅里叶级数中三角函数的正交特性，通过对基波频率次电压电流值正余弦数据求平方和，对开关频率次的电压电流值正余弦数据求平方和，求出单位周期有效值并相除，最终得到基波频率和开关频率下的阻抗值；(3)判断基波频率处的阻抗变化率和开关频率次的阻抗变化率是否超出阈值，只要基波频率处的阻抗变化率或开关频率次的阻抗变化率中有一个超出阈值，则判定孤岛发生，DSP2808核心控制芯片立刻输出并网逆变器继电器跳变动作信号S_relay给逆变器，关断其内部的继电器，从PCC处切除设备；若快速阻抗计算数据显示正常，则电网没有发生故障，并网逆变器继续正常工作。