一种基于相位突变与主动移相的光伏并网孤岛检测算法制造技术

一种基于相位突变与主动移相的光伏并网孤岛检测算法，(1)利用锁相环装置采集并网电流频率值、公共点电压相位、并网电流相位；(2)设置频率的上下阈值、公共点电压和并网电流的相位偏差阈值；根据国家孤岛检测标准，设置频率阈值为|f‑f0|<＝0.5Hz；相位差(3)当并网电流的频率或公共点电压和并网电流的相位偏差超过阈值时，启动孤岛保护；当并网点电流频率和未超过阈值时，对逆变输出电流施加相位扰动θSMS＝5°sin(π/2×Δf/3)，直到并网点电流频率或者超过阈值，启动孤岛保护。本发明专利技术可实现不同算法的无缝切换；可以减少单独使用被动法的检测盲区和加快检测速度，并降低单独使用主动移相法的电网电流的THD。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光伏发电

技术介绍
孤岛运行是指当电网由于电气故障、误操作或者自然因素等原因中断供电时，光伏微网供电系统作为独立的电源继续向电网输出电能和向本地负载供电，从而形成一个电网无法控制的自给供电孤岛。在分布式光伏发电系统处于孤岛运行状态时，可能会影响电能质量甚至损坏电气设备，严重时可能会危及维护人员的人身安全。因此，无论是从安全方面还是从可靠性方面考虑，都应该及时有效地检测出孤岛运行状态，并将光伏逆变器从公共连接点(PCC)处断开，这就是孤岛检测。而目前应用较多的孤岛检测算法有被动孤岛检测法、主动孤岛检测法。被动孤岛检测法不给电网施加扰动，直接测量并网点电流频率，并网电压电流相位差等参数是否符合国家标准来检测是否出现孤岛效应，被动法的优势是不对电网电能质量造成影响，缺点是当负载功率匹配时，并网点电流频率，并网电压电流相位差等参数都会符合国家标准，因此存在较大的检测盲区；主动法是不断给电网添加扰动，当并网发生时，扰动由于大电网的钳制不会使得并网点电流频率，并网电压电流相位差等参数超过阈值，当孤岛发生后，没有了大电网的钳制，并网点电流频率，并网电压电流相位差等参数因为添加扰动的原因超过阈值，主动法的优点是检测盲区小，检测速度快，但缺点是扰动会增大并网电压电流的THD。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种基于相位突变与主动移相的光伏并网孤岛检测算法，以解决主动法造成并网点电流THD增大和被动法检测盲区大的问题。本专利技术是通过以下技术方案实现的。本专利技术所述的一种基于相位突变与主动移相的光伏并网孤岛检测算法，包括如下步骤。(1)搭建光伏并网孤岛检测平台，利用锁相环装置采集并网电流频率值、公共点电压相位和并网电流相位。(2)设置频率的上下阈值、公共点电压和并网电流的相位偏差阈值。根据国家孤岛检测标准，设置频率阈值为|f-f0|<＝0.5Hz，式中f为频率实测值，f0为频率参考值；相位差(3)当并网电流的频率或公共点电压和并网电流的相位偏差超过阈值时，启动孤岛保护，将并网电流参考电流幅值设置为0，频率设置为0。当并网点电流频率和未超过阈值时，对逆变输出电流施加相位扰动θSMS＝5°sin(π/2×Δf/3)，直到并网点电流频率或者超过阈值，启动孤岛保护，将并网电流参考电流幅值设置为0，频率设置为0。本专利技术的特点及有益效果：(1)根据逆变输出参数的情况实现不同算法的无缝切换。(2)相位突变与主动移相孤岛检测算法结合可以减少单独使用被动法的检测盲区和加快检测速度，可以降低单独使用主动移相法的电网电流的THD。附图说明附图1为本专利技术的系统结构图。附图2为本专利技术的算法流程图。附图3为本专利技术的孤岛检测算法的盲区分析图。附图4为本专利技术采集的逆变电流波形图。具体实施方式下面结合附图和工作原理对本专利技术作进一步的说明。如图1所示，本专利技术是基于相位突变与主动移相的光伏并网孤岛检测算法。主要是在光伏并网模型中，实时采样逆变输出电压电流，通过锁相环装置得到逆变输出电流频率和相位，输出电压相位，根据频率和输出电流电压相位差是否超过阈值来切换不同的孤岛检测算法，得到参考电流输出，经过PI控制器，是实际输出电流跟踪参考输出，控制逆变输出电流的频率或者相位差偏离阈值，进而断开逆变输出，实现孤岛检测的目的。如图2所示，本专利技术的控制方法包括如下步骤：(1)采集逆变输出电压，电流，，通过锁相环装置得到逆变输出电流频率f，逆变输出电压瞬时相位逆变输出电流瞬时相位参考频率为f0＝50Hz。(2)判断|f-f0|>0.5和如果两个条件，有一个满足，马上启动孤岛保护，设置参考输出电流幅值为0，频率为0。(3)如果两个条件都不满足，则施加相位扰动，则参考输出电流式中ts为采样间隔，将参考输出电流iref与实际输出电流i比较，经过PI控制使得实际输出跟踪参考输出。如图3所示，设置负载的品质因数为2.5，低品质因数，在电网断开后0.02s逆变器停止工作，系统检测出孤岛，波形为逆变输出电流波形。如图4所示，设置负载的品质因数为5，高品质因数，在电网断开后0.02s逆变器停止工作，系统检测出孤岛，波形为逆变输出电流波形。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于相位突变与主动移相的光伏并网孤岛检测算法，其特征是包括如下步骤：(1)搭建光伏并网孤岛检测平台，利用锁相环装置采集并网电流频率值、公共点电压相位和并网电流相位；(2)设置频率的上下阈值、公共点电压和并网电流的相位偏差阈值；根据国家孤岛检测标准，设置频率阈值为|f‑f0|<＝0.5Hz，式中f为频率实测值，f0为频率参考值；相位差(3)当并网电流的频率或公共点电压和并网电流的相位偏差超过阈值时，启动孤岛保护，将并网电流参考电流幅值设置为0，频率设置为0；当并网点电流频率和未超过阈值时，对逆变输出电流施加相位扰动θSMS＝5°sin(π/2×Δf/3)，直到并网点电流频率或者超过阈值，启动孤岛保护，将并网电流参考电流幅值设置为0，频率设置为0。

【技术特征摘要】
1.一种基于相位突变与主动移相的光伏并网孤岛检测算法，其特征是包括如下步骤：(1)搭建光伏并网孤岛检测平台，利用锁相环装置采集并网电流频率值、公共点电压相位和并网电流相位；(2)设置频率的上下阈值、公共点电压和并网电流的相位偏差阈值；根据国家孤岛检测标准，设置频率阈值为|f-f0|<＝0.5Hz，式中f为频率实测值，f0为频率...

【专利技术属性】
技术研发人员：余运俊，王鹤官，范文奕，衷国瑛，尹君怡，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：江西;36