CN108110785B - 一种逆变器反孤岛控制*** - Google Patents

一种逆变器反孤岛控制*** Download PDF

Info

Publication number
CN108110785B
CN108110785B CN201611050777.4A CN201611050777A CN108110785B CN 108110785 B CN108110785 B CN 108110785B CN 201611050777 A CN201611050777 A CN 201611050777A CN 108110785 B CN108110785 B CN 108110785B
Authority
CN
China
Prior art keywords
frequency
input end
inverter
phase shift
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201611050777.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108110785A (zh
Inventor
邵章平
辛凯
郭海滨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huawei Technologies Co Ltd
Original Assignee
Huawei Technologies Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huawei Technologies Co Ltd filed Critical Huawei Technologies Co Ltd
Priority to CN201611050777.4A priority Critical patent/CN108110785B/zh
Priority to PCT/CN2017/092474 priority patent/WO2018095046A1/zh
Priority to EP17874121.1A priority patent/EP3537557B1/en
Publication of CN108110785A publication Critical patent/CN108110785A/zh
Priority to US16/420,496 priority patent/US10637249B2/en
Application granted granted Critical
Publication of CN108110785B publication Critical patent/CN108110785B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
    • H02J3/48—Controlling the sharing of the in-phase component
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381—Dispersed generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
    • H02J3/50—Controlling the sharing of the out-of-phase component
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H02M1/081—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters wherein the phase of the control voltage is adjustable with reference to the AC source
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H02M7/53871—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current
    • H02M7/53873—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current with digital control
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22—The renewable source being solar energy
    • H02J2300/24—The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
    • H02J2300/26—The renewable source being solar energy of photovoltaic origin involving maximum power point tracking control for photovoltaic sources
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/388—Islanding, i.e. disconnection of local power supply from the network
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

本发明实施例涉及电力***自动化技术领域，公开了一种逆变器反孤岛控制***。其中，该***包括移相环和驱动电路，上述移相环包括第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端、第一输出端和第二输出端；上述驱动电路包括第一输入端、第二输入端、第三输入端和输出端；移相环的第一输出端连接驱动电路的第一输入端，移相环的第二输出端连接驱动电路的第二输入端。实施本发明实施例，可以当逆变器出现孤岛状态时，利用移相环使逆变器交流端电压的频率偏移至第二频率，使其触发频率保护从而断开与电网之间的连接，即脱离孤岛状态。

Description

一种逆变器反孤岛控制***
技术领域
本发明涉及电力***自动化技术领域，尤其涉及一种逆变器反孤岛控制***。
背景技术
新能源并网发电时产生直流电能，需要通过逆变器将直流电能转换为交流电能，再向主电网和负载供电。逆变器的孤岛状态是指，当并网开关跳闸时，逆变器未能检出主电网的停电状态将自身切离电网，而是作为孤立电源对负载进行供电。
孤岛状态对设备和人员的安全存在重大隐患：当检修人员停止主电网的供电，对电力线路和电路设备进行检修时，若新能源的逆变器仍然继续为负载供电，会造成检修人员的伤亡事故；除此以外，若并网的逆变器保持供电，当主电网恢复供电后，电网电压和逆变器的输出电压在相位上可能存在较大差异，在瞬间产生很大的冲击电流从而损坏设备。
因此，需要通过孤岛检测策略，利用通讯或外设、被动式检测、主动式扰动等方法，检测出孤岛状态，并使逆变器脱离孤岛发电***。然而，上述孤岛检测策略，通常依赖于过/欠压或过/欠频保护机制，当逆变器的过/欠压或过/欠频保护时间，大于并网标准要求的孤岛保护时间时，就会出现孤岛检测失败的情况。
因此，如何在主电网断电时检测出逆变器的孤岛状态以将逆变器切离电网，成为一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种逆变器反孤岛控制***，可以当逆变器出现孤岛状态时，利用移相环使逆变器交流端电压的频率偏移至第二频率，使其触发频率保护从而断开与电网之间的连接，即脱离孤岛状态。
本发明实施例公开了一种逆变器反孤岛控制***，包括：
移相环和驱动电路；
所述移相环包括第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端、第一输出端和第二输出端；所述驱动电路包括第一输入端、第二输入端、第三输入端和输出端；
所述移相环的第一输出端连接所述驱动电路的第一输入端，所述移相环的第二输出端连接所述驱动电路的第二输入端；
所述移相环用于根据所述逆变器交流端电压和并网标准中的频率保护信息，将有功电压指令
Figure BDA0001160852780000021
和无功电压指令
Figure BDA0001160852780000022
进行移相变换，得到移相后的有功电压指令
Figure BDA0001160852780000023
和移相后的无功电压指令
Figure BDA0001160852780000024
其中，所述
Figure BDA0001160852780000025
所述
Figure BDA0001160852780000026
所述逆变器交流端电压和所述并网标准中的频率保护信息分别经所述移相环的第一输入端、第二输入端、第三输入端和第四输入端到达所述移相环；所述
Figure BDA0001160852780000027
经所述移相环的第一输出端到达所述驱动电路的第一输入端，所述
Figure BDA0001160852780000028
经所述移相环的第二输出端到达所述驱动电路的第二输入端；
所述驱动电路用于根据所述
Figure BDA0001160852780000029
和
Figure BDA00011608527800000210
产生驱动信号；所述驱动信号经所述驱动电路的输出端到达所述逆变器，以驱动所述逆变器输出具有第二频率的交流电压，所述第二频率用于控制断开或保持所述逆变器与电网之间的连接。
在该实施方式中，当逆变器出现孤岛状态时，利用移相环使逆变器输出具有第二频率的交流电压，若第二频率触发频率保护，则运行频率保护时间之后，逆变器断开与电网之间的连接，即脱离孤岛状态。
作为一种可选的实施方式，所述移相环包括移相角产生电路和移相矩阵电路，其中：
所述移相角产生电路包括第一输入端、第二输入端和输出端；所述移相矩阵电路包括第一输入端、第二输入端、第三输入端、第一输出端和第二输出端；
所述移相角产生电路的输出端连接所述移相矩阵电路的第三输入端；
所述移相角产生电路用于根据所述逆变器交流端电压和所述频率保护信息产生移相角；其中，所述逆变器交流端电压和所述频率保护信息分别经所述移相角产生电路的第一输入端和第二输入端到达所述移相角产生电路；所述移相角经所述移相角产生电路的输出端到达所述移相矩阵电路的第三输入端；
所述移相矩阵电路用于根据所述移相角将所述
Figure BDA0001160852780000031
和所述
Figure BDA0001160852780000032
进行移相变换得到所述
Figure BDA0001160852780000033
和所述
Figure BDA0001160852780000034
其中，所述
Figure BDA0001160852780000035
和所述
Figure BDA0001160852780000036
分别经所述移相矩阵电路的第一输入端和第二输入端到达所述移相矩阵电路；所述
Figure BDA0001160852780000037
经所述移相矩阵电路的第一输出端到达所述驱动电路的第一输入端，所述
Figure BDA0001160852780000038
经所述移相矩阵电路的第二输出端到达所述驱动电路的第二输入端。
在该实施方式中，移相角产生电路根据所述逆变器交流端电压和所述频率保护信息产生移相角；移相矩阵电路根据所述移相角，将所述
Figure BDA0001160852780000039
和所述
Figure BDA00011608527800000310
进行移相变换得到所述
Figure BDA00011608527800000311
和所述
Figure BDA00011608527800000312
所述
Figure BDA00011608527800000313
和所述
Figure BDA00011608527800000314
用以使所述驱动电路产生驱动信号，以驱动所述逆变器输出具有第二频率的交流电压；若第二频率触发频率保护，则运行频率保护时间之后，逆变器断开与电网之间的连接，即脱离孤岛状态。
作为一种可选的实施方式，所述移相角产生电路包括鉴频器、频率指令发生器和控制器，其中：
所述鉴频器包括输入端和输出端；所述频率指令发生器包括第一输入端、第二输出端和输出端；所述控制器包括第一输入端、第二输入端和输出端；
所述鉴频器的输出端连接所述频率指令发生器的第二输入端和所述控制器的第一输入端；所述频率指令发生器的输出端连接所述控制器的第二输入端；
所述鉴频器用于根据所述逆变器交流端电压输出所述逆变器交流端电压的频率作为第一频率；其中，所述逆变器交流端电压经所述鉴频器的输入端到达所述鉴频器；所述第一频率经所述鉴频器的输出端到达所述频率指令发生器的第二输入端和所述控制器的第一输入端；
所述频率指令发生器用于根据所述第一频率和所述频率保护信息确定频率指令；其中，所述频率保护信息经所述频率指令发生器的第一输入端到达所述频率指令发生器；所述频率指令经所述频率指令发生器的输出端到达所述控制器的第二输入端；
所述控制器用于根据所述第一频率和所述频率指令确定所述移相角；所述移相角经所述控制器的输出端到达所述移相矩阵电路的第三输入端。
在该实施方式中，所述鉴频器用于根据所述逆变器交流端电压输出所述逆变器交流端电压的频率作为第一频率；所述频率指令发生器用于根据所述第一频率和所述频率保护信息确定频率指令；所述控制器用于根据所述第一频率和所述频率指令确定所述移相角；移相矩阵电路根据所述移相角，将所述
Figure BDA0001160852780000041
和所述
Figure BDA0001160852780000042
进行移相变换得到所述
Figure BDA0001160852780000043
和所述
Figure BDA0001160852780000044
所述
Figure BDA0001160852780000045
和所述
Figure BDA0001160852780000046
用以使所述驱动电路产生驱动信号，以驱动所述逆变器输出具有第二频率的交流电压；若第二频率触发频率保护，则运行频率保护时间之后，逆变器断开与电网之间的连接，即脱离孤岛状态。
作为一种可选的实施方式，所述频率保护信息包括欠频保护阈值fmin、欠频保护时间T1、过频保护阈值fmax和过频保护时间T2；
正常工作频率范围为fmin～fmax；
所述频率指令发生器用于根据所述第一频率和所述频率保护信息确定频率指令，包括：
当所述第一频率在所述正常工作频率范围内，所述频率指令发生器用于输出的所述频率指令为所述第一频率；
当所述第一频率不在所述正常工作频率范围内，且T1＜T2，所述频率指令发生器用于输出的所述频率指令为所述fmin；当所述第一频率不在所述正常工作频率范围内，且T1＞T2，所述频率指令发生器用于输出的所述频率指令为所述fmax。
在该实施方式中，当所述第一频率不在所述正常工作频率范围内，频率指令发生器将保护时间短的频率保护阈值设定为频率指令，导致所述逆变器输出具有第二频率的交流电压时，第二频率向保护时间较短的频率保护阈值偏移；因此，若第二频率触发频率保护，则运行较短时间之后，逆变器便能断开与电网之间的连接，因此本实施方式，可以使逆变器在发生孤岛效应时，尽快脱离孤岛状态。
作为一种可选的实施方式，所述驱动电路包括：
锁相环、旋转变换矩阵电路和驱动信号发生器；
所述锁相环包括输入端和输出端；所述旋转变换矩阵电路包括第一输入端、第二输入端、第三输入端和输出端；所述驱动信号发生器包括输入端和输出端；
所述锁相环的输出端连接所述旋转变换矩阵电路的第三输入端，所述旋转变换矩阵电路的输出端连接所述驱动信号发生器的输入端；
所述锁相环用于根据所述逆变器交流端电压，获得所述逆变器交流端电压的相位信息；其中，所述逆变器交流端电压经所述锁相环的输入端到达所述锁相环；所述逆变器交流端电压的相位信息经所述锁相环的输出端到达所述旋转变换矩阵电路的第三输入端；
所述旋转变换矩阵电路用于根据所述逆变器交流端电压的相位信息，将所述
Figure BDA0001160852780000051
和所述
Figure BDA0001160852780000052
转换为三相调制信号；其中，所述
Figure BDA0001160852780000053
和所述
Figure BDA0001160852780000054
经所述旋转变换矩阵电路的第一输入端和第二输入端到达所述旋转变换矩阵电路；所述三相调制信号经所述旋转变换矩阵电路的输出端到达所述驱动信号发生器的输入端；
所述驱动信号发生器用于根据所述三相调制信号产生所述驱动信号；所述驱动信号经所述驱动信号发生器的输出端到达所述逆变器，以驱动所述逆变器输出具有所述第二频率的交流电压，所述第二频率用于控制断开或保持所述逆变器与电网之间的连接。
在该实施方式中，当逆变器出现孤岛状态时，利用移相环使逆变器输出具有第二频率的交流电压，若第二频率触发频率保护，则运行频率保护时间之后，逆变器断开与电网之间的连接，即脱离孤岛状态。
作为一种可选的实施方式，所述***还包括：
最大功率点跟踪单元、直流电压控制单元、有功电流控制单元、反孤岛策略单元和无功电流控制单元；
所述最大功率点跟踪单元包括第一输入端、第二输入端和输出端；所述直流电压控制单元包括输入端和输出端；所述有功电流控制单元包括输入端和输出端；所述反孤岛策略单元包括输出端；所述无功电流控制单元包括输入端和输出端；
所述最大功率点跟踪单元的输出端连接所述直流电压控制单元的输入端，所述直流电压控制单元的输出端连接所述有功电流控制单元的输入端，所述反孤岛策略单元的输出端连接所述无功电流控制单元的输入端；
所述最大功率点跟踪单元用于根据新能源发电模块输出端的直流电压和直流电流，确定新能源发电模块输出的最大功率点电压；其中，所述直流电压和所述直流电流经所述最大功率点跟踪单元的第一输入端和第二输入端到达所述最大功率点跟踪单元；所述最大功率点电压经所述最大功率点跟踪单元的输出端到达所述直流电压控制单元的输入端；
所述直流电压控制单元用于根据所述最大功率点电压产生有功电流指令；所述有功电流指令经所述直流电压控制单元的输出端到达所述有功电流控制单元的输入端；
所述有功电流控制单元用于根据所述有功电流指令产生所述有功电压指令
Figure BDA0001160852780000061
所述
Figure BDA0001160852780000062
经所述有功电流控制单元的输出端到达所述移相环的第一输入端；
所述反孤岛策略单元用于产生无功电流指令；所述无功电流指令经所述反孤岛策略单元的输出端到达所述无功电流控制单元的输入端；
所述无功电流控制单元用于根据所述无功电流指令产生所述无功电压指令
Figure BDA0001160852780000063
所述
Figure BDA0001160852780000064
经所述无功电流控制单元的输出端到达所述移相环的第二输入端。
在该实施方式中，当逆变器出现孤岛状态时，利用移相环使逆变器输出具有第二频率的交流电压，若第二频率触发频率保护，则运行频率保护时间之后，逆变器断开与电网之间的连接，即脱离孤岛状态。
作为一种可选的实施方式，所述移相矩阵电路所对应的移相矩阵为：
Figure BDA0001160852780000065
其中Δθ为所述移相角。
在该实施方式中，当逆变器出现孤岛状态时，利用移相环使逆变器输出具有第二频率的交流电压，若第二频率触发频率保护，则运行频率保护时间之后，逆变器断开与电网之间的连接，即脱离孤岛状态。
作为一种可选的实施方式，所述
Figure BDA0001160852780000066
和所述
Figure BDA0001160852780000067
为：
Figure BDA0001160852780000068
其中Δθ为所述移相角。
在该实施方式中，当逆变器出现孤岛状态时，利用移相环使逆变器输出具有第二频率的交流电压，若第二频率触发频率保护，则运行频率保护时间之后，逆变器断开与电网之间的连接，即脱离孤岛状态。
作为一种可选的实施方式，所述逆变器为单向逆变器、三项逆变器、两电平拓扑逆变器或多电平拓扑逆变器中的任意一种。
在该实施方式中，当逆变器出现孤岛状态时，利用移相环使逆变器输出具有第二频率的交流电压，若第二频率触发频率保护，则运行频率保护时间之后，逆变器断开与电网之间的连接，即脱离孤岛状态。
作为一种可选的实施方式，所述控制器为比例控制器、比例积分控制器、比例微分控制器中的任意一种。
在该实施方式中，当逆变器出现孤岛状态时，利用移相环使逆变器输出具有第二频率的交流电压，若第二频率触发频率保护，则运行频率保护时间之后，逆变器断开与电网之间的连接，即脱离孤岛状态。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：
当逆变器出现孤岛状态时，逆变器交流端电压的频率偏离正常工作范围，本发明实施例可以利用移相环使逆变器交流端电压的频率偏移至第二频率，使其触发频率保护从而断开与电网之间的连接，即脱离孤岛状态。
附图说明
图1是本发明实施例公开的一种逆变器反孤岛控制***的结构示意图；
图2是本发明实施例公开的另一种逆变器反孤岛控制***的结构示意图；
图3是本发明实施例公开的另一种逆变器反孤岛控制***的结构示意图；
图4为本发明实施例公开的一种确定频率指令的流程示意图；
图5为图3所公开的逆变器反孤岛控制***中信号流向示意图；
图6a为未利用图3所公开的逆变器反孤岛控制***进行孤岛检测实验的波形示意图；
图6b为利用图3所公开的逆变器反孤岛控制***进行孤岛检测实验的波形示意图；
图7是本发明实施例公开的另一种逆变器反孤岛控制***的结构示意图；
图8是本发明实施例公开的另一种逆变器反孤岛控制***的结构示意图。
具体实施方式
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法或设备固有的其他步骤或单元。
本发明实施例提供了一种逆变器反孤岛控制***，适用于各种并网逆变器，可以是单相逆变器、三相逆变器、两电平拓扑逆变器或多电平拓扑逆变器等，具体应用于何种逆变器，本发明实施例不做限制。本发明实施例可以当逆变器出现孤岛状态时，利用移相环使逆变器交流端电压的频率偏移至第二频率，使其触发频率保护从而断开与电网之间的连接，即脱离孤岛状态。以下分别进行详细说明。
请参阅图1，图1是本发明实施例公开的一种逆变器反孤岛控制***的结构示意图。如图1所示，本实施例中所描述的逆变器反孤岛控制***，包括移相环10和驱动电路20，其中：
移相环10包括第一输入端11、第二输入端12、第三输入端13、第四输入端14、第一输出端15和第二输出端16；驱动电路20包括第一输入端21、第二输入端22、第三输入端23和输出端24。
移相环10的第一输出端15连接驱动电路20的第一输入端21，移相环10的第二输出端16连接驱动电路20的第二输入端22。
本发明实施例中，移相环10根据逆变器交流端电压和并网标准中的频率保护信息，将有功电压指令
Figure BDA0001160852780000081
和无功电压指令
Figure BDA0001160852780000082
进行移相变换，得到移相后的有功电压指令
Figure BDA0001160852780000083
和移相后的无功电压指令
Figure BDA0001160852780000084
其中，
Figure BDA0001160852780000085
逆变器交流端电压和并网标准中的频率保护信息分别经移相环10的第一输入端11、第二输入端12、第三输入端13和第四输入端14到达移相环10；
Figure BDA0001160852780000086
经移相环10的第一输出端15到达驱动电路20的第一输入端21，
Figure BDA0001160852780000091
经移相环10的第二输出端16到达驱动电路20的第二输入端22。
本发明实施例中，驱动电路20根据
Figure BDA0001160852780000092
和
Figure BDA0001160852780000093
产生驱动信号；驱动信号经驱动电路20的输出端23到达逆变器，以驱动逆变器输出具有第二频率的交流电压，第二频率用于控制断开或保持逆变器与电网之间的连接。
本发明实施例中，上述并网标准中的频率保护信息包含欠频保护阈值fmin、欠频保护时间T1、过频保护阈值fmax和过频保护时间T2，若第二频率低于fmin，则触发欠频频率保护，触发欠频频率保护之后运行T1时间，即断开逆变器与电网之间的连接；若第二频率高于fmax，则触发过频频率保护，触发过频频率保护之后运行T2时间，即断开逆变器与电网之间的连接；若第二频率在fmin～fmax范围内，则保持逆变器与电网之间的连接。
新能源并网发电时，举例来说，新能源设备为光伏阵列，则通过组成光伏阵列、逆变器、变压器、负载及电网的***来将产生的电能供给至电网或者负载。其中，光伏阵列产生直流电能，逆变器将直流电能转换成交流电能，交流电能经变压器升压后，传递到电网。当电网断电时，逆变器未能检出电网的停电状态将自身切离电网，而是作为孤立电源对负载进行供电，即逆变器出现孤岛状态。
当逆变器出现孤岛状态时，逆变器交流端电压的频率偏离正常工作范围，本发明实施例可以利用移相环使逆变器交流端电压的频率偏移至第二频率，使其触发频率保护从而断开与电网之间的连接，即脱离孤岛状态。
请参阅图2，图2是本发明实施例公开的另一种逆变器反孤岛控制***的结构示意图。如图2所示，本实施例中所描述的逆变器反孤岛控制***，包括移相环10和驱动电路20，其中：
移相环10包括第一输入端11、第二输入端12、第三输入端13、第四输入端14、第一输出端15和第二输出端16；驱动电路20包括第一输入端21、第二输入端22、第三输入端23和输出端24。
移相环10的第一输出端15连接驱动电路20的第一输入端21，移相环10的第二输出端16连接驱动电路20的第二输入端22。
移相环10包括移相角产生电路101和移相矩阵电路102，其中：
移相角产生电路101包括第一输入端111、第二输入端121和输出端131；移相矩阵电路102包括第一输入端112、第二输入端122、第三输入端132、第一输出端142和第二输出端152。
移相角产生电路101的输出端131连接移相矩阵电路102的第三输入端132。
移相角产生电路101根据逆变器交流端电压和并网标准中的频率保护信息产生移相角；其中，逆变器交流端电压和频率保护信息分别经移相角产生电路101的第一输入端111和第二输入端121到达移相角产生电路101；移相角经移相角产生电路101的输出端131到达移相矩阵电路102的第三输入端132。
移相矩阵电路102根据移相角将有功电压指令
Figure BDA0001160852780000101
和无功电压指令
Figure BDA0001160852780000102
进行移相变换得到移相后的有功电压指令
Figure BDA0001160852780000103
和移相后的无功电压指令
Figure BDA0001160852780000104
其中，
Figure BDA0001160852780000105
和
Figure BDA0001160852780000106
分别经移相矩阵电路102的第一输入端112和第二输入端122到达移相矩阵电路102；
Figure BDA0001160852780000107
经移相矩阵电路102的第一输出端142到达驱动电路20的第一输入端21，
Figure BDA0001160852780000108
经移相矩阵电路102的第二输出端152到达驱动电路20的第二输入端22。
进一步地，移相矩阵电路102所对应的移相矩阵为：
Figure BDA0001160852780000109
，
Figure BDA00011608527800001010
和上述
Figure BDA00011608527800001011
为：
Figure BDA00011608527800001012
，其中Δθ为移相角。
当逆变器出现孤岛状态时，逆变器交流端电压的频率偏离正常工作范围，本发明实施例可以利用移相环使逆变器交流端电压的频率偏移至第二频率，使其触发频率保护从而断开与电网之间的连接，即脱离孤岛状态。
请参阅图3，图3是本发明实施例公开的另一种逆变器反孤岛控制***的结构示意图。如图3所示，本实施例中所描述的逆变器反孤岛控制***，包括移相环10和驱动电路20，其中：
移相环10包括第一输入端11、第二输入端12、第三输入端13、第四输入端14、第一输出端15和第二输出端16；驱动电路20包括第一输入端21、第二输入端22、第三输入端23和输出端24。
移相环10的第一输出端15连接驱动电路20的第一输入端21，移相环10的第二输出端16连接驱动电路20的第二输入端22。
移相环10包括移相角产生电路101和移相矩阵电路102，其中：
移相角产生电路101包括第一输入端111、第二输入端121和输出端131；移相矩阵电路102包括第一输入端112、第二输入端122、第三输入端132、第一输出端142和第二输出端152。
移相角产生电路101的输出端131连接移相矩阵电路102的第三输入端132。
移相角产生电路101包括鉴频器1011、频率指令发生器1012和控制器1013，其中：
鉴频器1011包括输入端1111和输出端1211；频率指令发生器1012包括第一输入端1112、第二输出端1212和输出端1312；控制器1013包括第一输入端1113、第二输入端1213和输出端1313。
鉴频器1011的输出端1211连接频率指令发生器1012的第二输入端1212和控制器1013的第一输入端1113；频率指令发生器1012的输出端1312连接控制器1013的第二输入端1213。
鉴频器1011根据逆变器交流端电压输出逆变器交流端电压的频率作为第一频率；其中，逆变器交流端电压经鉴频器1011的输入端1111到达鉴频器1011；第一频率经鉴频器1011的输出端1211到达频率指令发生器1012的第二输入端1212和控制器1013的第一输入端1113。
频率指令发生器1012根据第一频率和并网标准中的频率保护信息确定频率指令；其中，频率保护信息经频率指令发生器1012的第一输入端1112到达频率指令发生器1012；频率指令经频率指令发生器1012的输出端1312到达控制器1013的第二输入端1213。
进一步地，上述频率保护信息包括欠频保护阈值fmin、欠频保护时间T1、过频保护阈值fmax和过频保护时间T2，而正常工作频率范围为fmin～fmax。当第一频率在正常工作频率范围内，频率指令发生器1012输出的频率指令为第一频率；当第一频率不在正常工作频率范围内，且T1＜T2，频率指令发生器1012输出的频率指令为fmin；当第一频率不在正常工作频率范围内，且T1＞T2，频率指令发生器1012输出的频率指令为fmax。
由此可见，当第一频率不在正常工作频率范围内，频率指令发生器将保护时间较短的频率保护阈值设定为频率指令，导致逆变器输出具有第二频率的交流电压时，第二频率向保护时间较短的频率保护阈值偏移；因此，若第二频率触发频率保护，则运行较短时间之后，逆变器便能断开与电网之间的连接，因此本实施例，可以使逆变器在发生孤岛效应时，尽快脱离孤岛状态。
作为一种可选的实施方式，上述频率保护信息包括欠频保护阈值fmin、欠频保护时间T1、过频保护阈值fmax和过频保护时间T2，而正常工作频率范围为k1fmin～k2fmax，其中，k1大于1，k2小于1，且k1fmin＜k2fmax，使正常工作频率范围小于fmin～fmax的范围。举例来说，k1可为1.1，k2可为0.9。当第一频率在正常工作频率范围内，频率指令发生器1012输出的频率指令为第一频率；当第一频率不在正常工作频率范围内，且T1＜T2，频率指令发生器1012输出的频率指令为fmin；当第一频率不在正常工作频率范围内，且T1＞T2，频率指令发生器1012输出的频率指令为fmax。
如图4所示，图4为一种频率指令发生器确定频率指令的流程示意图。当T1＜T2且f＜k1fmin时，频率指令f*设置为fmin；当T1＜T2且f＞k1fmin时，频率指令f*设置为第一频率f；当T1＞T2且f＞k2fmin时，频率指令设置为fmax；当T1＞T2且f＜k2fmin时，频率指令设置为第一频率f。
控制器1013根据上述第一频率和上述频率指令确定移相角；上述移相角经控制器1013的输出端1313到达移相矩阵电路102的第三输入端132。控制器1013可为比例控制器、比例积分控制器、比例微分控制器等，举例来说，本发明实施例中，控制器1013为比例积分控制器。
请参阅图5，图5为图3所描述的逆变器反孤岛***中的信号流向示意图。在图3所描述的逆变器反孤岛***中，鉴频器根据逆变器交流端电压eabc，输出逆变器交流端电压的频率作为第一频率f；频率指令发生器读取并网标准中的频率保护信息，根据频率保护信息中的欠频保护阈值fmin、欠频保护时间T1、过频保护阈值fmax和过频保护时间T2以及上述第一频率f，确定频率指令f*；控制器根据上述频率指令和上述第一频率输出移相角Δθ；孤岛移相矩阵电路根据上述移相角Δθ，改变有功电流控制单元和无功电流控制单元输出的有功电压指令
Figure BDA0001160852780000131
和无功电压指令
Figure BDA0001160852780000132
输出移相后的有功电压指令
Figure BDA0001160852780000133
和移相后的无功电压指令
Figure BDA0001160852780000134
驱动电路根据上述
Figure BDA0001160852780000135
上述
Figure BDA0001160852780000136
和逆变器交流端电压eabc产生驱动信号，以驱动逆变器输出具有第二频率的交流电压，其中，第二频率相较于第一频率向保护时间较短的频率保护阈值偏移；若第二频率触发了欠频保护或过频保护，则逆变器按照欠频/过频保护时间运行后，断开与电网的连接，即脱离孤岛发电***。
举例来说，西班牙并网标准中，欠频保护时间为3s，孤岛保护时间为2s，欠频保护时间大于孤岛保护时间。图6a为不使用图3所公开的逆变器反孤岛控制***进行孤岛检测的波形示意图；如图6a所示，图中1～3路波形为逆变器三相输出电流的波形，第4路波形为并网开关处检测到的电流的波形；b时刻并网开关断开，并网开关处检测到的电流降为0，即发生孤岛效应；a时刻逆变器与电网断开连接，三相输出电流降为0，即脱离孤岛状态。由波形图可知，不使用图3所描述的逆变器反孤岛控制***时，逆变器发生孤岛现象后，需运行3.5秒逆变器才能脱离孤岛状态，大于并网标准中规定的孤岛保护时间，不满足并网标准对孤岛保护的要求。
而图6b为使用图3所公开的逆变器反孤岛控制***进行孤岛检测实验的波形示意图。如图6b所示，图中1～3路波形为逆变器三相输出电流的波形，第4路波形为并网开关处检测到的电流的波形；b时刻并网开关断开，并网开关处检测到的电流降为0，即发生孤岛效应；a时刻逆变器与电网断开连接，三相输出电流降为0，即脱离孤岛状态。由波形图可知，利用图3所描述的逆变器反孤岛控制***，逆变器发生孤岛现象后，仅运行0.72s便可脱离孤岛状态，小于孤岛保护时间(2s)，满足西班牙并网标准中对孤岛保护的要求。
由此可见，当第一频率不在正常工作频率范围内，频率指令发生器将保护时间较短的频率保护阈值设定为频率指令，导致逆变器输出具有第二频率的交流电压时，第二频率向保护时间较短的频率保护阈值偏移；因此，若第二频率触发频率保护，则运行较短时间之后，逆变器便能断开与电网之间的连接，因此本实施例，可以使逆变器在发生孤岛效应时，尽快脱离孤岛状态。
请参阅图7，图7是本发明实施例公开的另一种逆变器反孤岛控制***的结构示意图。如图7所示，本实施例中所描述的逆变器反孤岛控制***，包括移相环10和驱动电路20，其中：
移相环10包括第一输入端11、第二输入端12、第三输入端13、第四输入端14、第一输出端15和第二输出端16；驱动电路20包括第一输入端21、第二输入端22、第三输入端23和输出端24。
移相环10的第一输出端15连接驱动电路20的第一输入端21，移相环10的第二输出端16连接驱动电路20的第二输入端22。
移相环10包括移相角产生电路101和移相矩阵电路102，其中：
移相角产生电路101包括第一输入端111、第二输入端121和输出端131；移相矩阵电路102包括第一输入端112、第二输入端122、第三输入端132、第一输出端142和第二输出端152。
移相角产生电路101的输出端131连接移相矩阵电路102的第三输入端132。
移相角产生电路101包括鉴频器1011、频率指令发生器1012和控制器1013，其中：
鉴频器1011包括输入端1111和输出端1211；频率指令发生器1012包括第一输入端1112、第二输出端1212和输出端1312；控制器1013包括第一输入端1113、第二输入端1213和输出端1313。
鉴频器1011的输出端1211连接频率指令发生器1012的第二输入端1212和控制器1013的第一输入端1113；频率指令发生器1012的输出端1312连接控制器1013的第二输入端1213。
进一步地，上述驱动电路20包括锁相环201、旋转变换矩阵电路202和驱动信号发生器203。
锁相环201包括输入端211和输出端221；旋转变换矩阵电路202包括第一输入端212、第二输入端222、第三输入端232和输出端242；驱动信号发生器203包括输入端213和输出端223。
锁相环201的输出端221连接旋转变换矩阵电路202的第三输入端232，旋转变换矩阵电路202的输出端242连接驱动信号发生器203的输入端213。
锁相环201根据逆变器交流端电压，获得逆变器交流端电压的相位信息；其中，逆变器交流端电压经锁相环201的输入端211到达锁相环201；逆变器交流端电压的相位信息经锁相环201的输出端221到达旋转变换矩阵电路202的第三输入端232。
旋转变换矩阵电路202根据逆变器交流端电压的相位信息，将
Figure BDA0001160852780000151
和
Figure BDA0001160852780000152
转换为三相调制信号；其中，上述
Figure BDA0001160852780000153
和上述
Figure BDA0001160852780000154
经旋转变换矩阵电路202的第一输入端212和第二输入端222到达旋转变换矩阵电路202；上述三相调制信号经旋转变换矩阵电路202的输出端到达驱动信号发生器203的输入端213。
驱动信号发生器203根据上述三相调制信号产生驱动信号；驱动信号经驱动信号发生器203的输出端223到达逆变器，以驱动逆变器输出具有第二频率的交流电压，第二频率用于控制断开或保持逆变器与电网之间的连接。
当逆变器出现孤岛状态时，逆变器交流端电压的频率偏离正常工作范围，本发明实施例可以利用移相环使逆变器交流端电压的频率偏移至第二频率，使其触发频率保护从而断开与电网之间的连接，即脱离孤岛状态。
请参阅图8，图8是本发明实施例公开的另一种逆变器反孤岛控制***的结构示意图。如图8所示，本实施例中所描述的逆变器反孤岛控制***，包括移相环10和驱动电路20，其中：
移相环10包括第一输入端11、第二输入端12、第三输入端13、第四输入端14、第一输出端15和第二输出端16；驱动电路20包括第一输入端21、第二输入端22、第三输入端23和输出端24。
移相环10的第一输出端15连接驱动电路20的第一输入端21，移相环10的第二输出端16连接驱动电路20的第二输入端22。
移相环10包括移相角产生电路101和移相矩阵电路102，其中：
移相角产生电路101包括第一输入端111、第二输入端121和输出端131；移相矩阵电路102包括第一输入端112、第二输入端122、第三输入端132、第一输出端142和第二输出端152。
移相角产生电路101的输出端131连接移相矩阵电路102的第三输入端132。
移相角产生电路101包括鉴频器1011、频率指令发生器1012和控制器1013，其中：
鉴频器1011包括输入端1111和输出端1211；频率指令发生器1012包括第一输入端1112、第二输出端1212和输出端1312；控制器1013包括第一输入端1113、第二输入端1213和输出端1313。
鉴频器1011的输出端1211连接频率指令发生器1012的第二输入端1212和控制器1013的第一输入端1113；频率指令发生器1012的输出端1312连接控制器1013的第二输入端1213。
进一步地，上述驱动电路20包括锁相环201、旋转变换矩阵电路202和驱动信号发生器203。
锁相环201包括输入端211和输出端221；旋转变换矩阵电路202包括第一输入端212、第二输入端222、第三输入端232和输出端242；驱动信号发生器203包括输入端213和输出端223。
锁相环201的输出端221连接旋转变换矩阵电路202的第三输入端232，旋转变换矩阵电路202的输出端242连接驱动信号发生器203的输入端213。
除此之外，本实施例中，逆变器反孤岛控制***还包括：
最大功率点跟踪单元30、直流电压控制单元40、有功电流控制单元50、反孤岛策略单元60和无功电流控制单元70。
最大功率点跟踪单元30包括第一输入端31、第二输入端32和输出端33；直流电压控制单元40包括输入端41和输出端42；有功电流控制单元50包括输入端51和输出端52；反孤岛策略单元60包括输出端61；无功电流控制单元70包括输入端71和输出端72。
最大功率点跟踪单元30的输出端33连接直流电压控制单元40的输入端41，直流电压控制单元40的输出端42连接有功电流控制单元50的输入端51，反孤岛策略单元60的输出端61连接无功电流控制单元70的输入端71。
最大功率点跟踪单元30根据新能源发电模块输出端的直流电压和直流电流，确定新能源发电模块输出的最大功率点电压；其中，直流电压和直流电流经最大功率点跟踪单元30的第一输入端31和第二输入端32到达最大功率点跟踪单元30；最大功率点电压经最大功率点跟踪单元30的输出端33到达直流电压控制单元40的输入端41。
直流电压控制单元40根据最大功率点电压产生有功电流指令；有功电流指令经直流电压控制单元40的输出端42到达有功电流控制单元50的输入端51。
有功电流控制单元50根据有功电流指令产生有功电压指令
Figure BDA0001160852780000171
经有功电流控制单元50的输出端52到达移相环10的第一输入端11。
反孤岛策略单元60用于产生无功电流指令；无功电流指令经反孤岛策略单元60的输出端61到达无功电流控制单元70的输入端71。
无功电流控制单元70用于根据无功电流指令产生无功电压指令
Figure BDA0001160852780000172
经无功电流控制单元70的输出端72到达移相环10的第二输入端12。
当逆变器出现孤岛状态时，逆变器交流端电压的频率偏离正常工作范围，本发明实施例可以利用移相环使逆变器交流端电压的频率偏移至第二频率，使其触发频率保护从而断开与电网之间的连接，即脱离孤岛状态。
以上对本发明实施例所提供的一种逆变器反孤岛控制***进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种逆变器反孤岛控制***，其特征在于，包括：
移相环和驱动电路；
所述移相环包括第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端、第一输出端和第二输出端；所述驱动电路包括第一输入端、第二输入端、第三输入端和输出端；
所述移相环的第一输出端连接所述驱动电路的第一输入端，所述移相环的第二输出端连接所述驱动电路的第二输入端；
所述移相环用于根据所述逆变器交流端电压和并网标准中的频率保护信息，将有功电压指令
Figure FDA0002880933470000011
和无功电压指令
Figure FDA0002880933470000012
进行移相变换，得到移相后的有功电压指令
Figure FDA0002880933470000013
和移相后的无功电压指令
Figure FDA0002880933470000014
其中，所述
Figure FDA0002880933470000015
所述
Figure FDA0002880933470000016
所述逆变器交流端电压和所述并网标准中的频率保护信息分别经所述移相环的第一输入端、第二输入端、第三输入端和第四输入端到达所述移相环；所述
Figure FDA0002880933470000017
经所述移相环的第一输出端到达所述驱动电路的第一输入端，所述
Figure FDA0002880933470000018
经所述移相环的第二输出端到达所述驱动电路的第二输入端；
所述驱动电路用于根据所述
Figure FDA0002880933470000019
所述
Figure FDA00028809334700000110
和所述逆变器交流端电压产生驱动信号；其中，所述逆变器交流端电压经所述驱动电路的第三输入端到达所述驱动电路；所述驱动信号经所述驱动电路的输出端到达所述逆变器，以驱动所述逆变器输出具有第二频率的交流电压，所述第二频率用于控制断开或保持所述逆变器与电网之间的连接。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述移相环包括移相角产生电路和移相矩阵电路，其中：
所述移相角产生电路包括第一输入端、第二输入端和输出端；所述移相矩阵电路包括第一输入端、第二输入端、第三输入端、第一输出端和第二输出端；
所述移相角产生电路的输出端连接所述移相矩阵电路的第三输入端；
所述移相角产生电路用于根据所述逆变器交流端电压和所述频率保护信息产生移相角；其中，所述逆变器交流端电压和所述频率保护信息分别经所述移相角产生电路的第一输入端和第二输入端到达所述移相角产生电路；所述移相角经所述移相角产生电路的输出端到达所述移相矩阵电路的第三输入端；
所述移相矩阵电路用于根据所述移相角将所述
Figure FDA0002880933470000021
和所述
Figure FDA0002880933470000022
进行移相变换得到所述
Figure FDA0002880933470000023
和所述
Figure FDA0002880933470000024
其中，所述
Figure FDA0002880933470000025
和所述
Figure FDA0002880933470000026
分别经所述移相矩阵电路的第一输入端和第二输入端到达所述移相矩阵电路；所述
Figure FDA0002880933470000027
经所述移相矩阵电路的第一输出端到达所述驱动电路的第一输入端，所述
Figure FDA0002880933470000028
经所述移相矩阵电路的第二输出端到达所述驱动电路的第二输入端。
3.根据权利要求2所述的***，其特征在于，所述移相角产生电路包括鉴频器、频率指令发生器和控制器，其中：
所述鉴频器包括输入端和输出端；所述频率指令发生器包括第一输入端、第二输出端和输出端；所述控制器包括第一输入端、第二输入端和输出端；
所述鉴频器的输出端连接所述频率指令发生器的第二输入端和所述控制器的第一输入端；所述频率指令发生器的输出端连接所述控制器的第二输入端；
所述鉴频器用于根据所述逆变器交流端电压输出所述逆变器交流端电压的频率作为第一频率；其中，所述逆变器交流端电压经所述鉴频器的输入端到达所述鉴频器；所述第一频率经所述鉴频器的输出端到达所述频率指令发生器的第二输入端和所述控制器的第一输入端；
所述频率指令发生器用于根据所述第一频率和所述频率保护信息确定频率指令；其中，所述频率保护信息经所述频率指令发生器的第一输入端到达所述频率指令发生器；所述频率指令经所述频率指令发生器的输出端到达所述控制器的第二输入端；
所述控制器用于根据所述第一频率和所述频率指令确定所述移相角；所述移相角经所述控制器的输出端到达所述移相矩阵电路的第三输入端。
4.根据权利要求3所述的***，其特征在于，所述频率保护信息包括欠频保护阈值fmin、欠频保护时间T1、过频保护阈值fmax和过频保护时间T2；
正常工作频率范围为fmin～fmax；
所述频率指令发生器用于根据所述第一频率和所述频率保护信息确定频率指令，包括：
当所述第一频率在所述正常工作频率范围内，所述频率指令发生器用于输出的所述频率指令为所述第一频率；
当所述第一频率不在所述正常工作频率范围内，且T1＜T2，所述频率指令发生器用于输出的所述频率指令为所述fmin；当所述第一频率不在所述正常工作频率范围内，且T1＞T2，所述频率指令发生器用于输出的所述频率指令为所述fmax。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的***，其特征在于，所述驱动电路包括：
锁相环、旋转变换矩阵电路和驱动信号发生器；
所述锁相环包括输入端和输出端；所述旋转变换矩阵电路包括第一输入端、第二输入端、第三输入端和输出端；所述驱动信号发生器包括输入端和输出端；
所述锁相环的输出端连接所述旋转变换矩阵电路的第三输入端，所述旋转变换矩阵电路的输出端连接所述驱动信号发生器的输入端；
所述锁相环用于根据所述逆变器交流端电压，获得所述逆变器交流端电压的相位信息；其中，所述逆变器交流端电压经所述锁相环的输入端到达所述锁相环；所述逆变器交流端电压的相位信息经所述锁相环的输出端到达所述旋转变换矩阵电路的第三输入端；
所述旋转变换矩阵电路用于根据所述逆变器交流端电压的相位信息，将所述
Figure FDA0002880933470000031
和所述
Figure FDA0002880933470000032
转换为三相调制信号；其中，所述
Figure FDA0002880933470000033
和所述
Figure FDA0002880933470000034
经所述旋转变换矩阵电路的第一输入端和第二输入端到达所述旋转变换矩阵电路；所述三相调制信号经所述旋转变换矩阵电路的输出端到达所述驱动信号发生器的输入端；
所述驱动信号发生器用于根据所述三相调制信号产生所述驱动信号；所述驱动信号经所述驱动信号发生器的输出端到达所述逆变器，以驱动所述逆变器输出具有所述第二频率的交流电压，所述第二频率用于控制断开或保持所述逆变器与电网之间的连接。
6.根据权利要求5所述的***，其特征在于，所述***还包括：
最大功率点跟踪单元、直流电压控制单元、有功电流控制单元、反孤岛策略单元和无功电流控制单元；
所述最大功率点跟踪单元包括第一输入端、第二输入端和输出端；所述直流电压控制单元包括输入端和输出端；所述有功电流控制单元包括输入端和输出端；所述反孤岛策略单元包括输出端；所述无功电流控制单元包括输入端和输出端；
所述最大功率点跟踪单元的输出端连接所述直流电压控制单元的输入端，所述直流电压控制单元的输出端连接所述有功电流控制单元的输入端，所述反孤岛策略单元的输出端连接所述无功电流控制单元的输入端；
所述最大功率点跟踪单元用于根据新能源发电模块输出端的直流电压和直流电流，确定新能源发电模块输出的最大功率点电压；其中，所述直流电压和所述直流电流经所述最大功率点跟踪单元的第一输入端和第二输入端到达所述最大功率点跟踪单元；所述最大功率点电压经所述最大功率点跟踪单元的输出端到达所述直流电压控制单元的输入端；
所述直流电压控制单元用于根据所述最大功率点电压产生有功电流指令；所述有功电流指令经所述直流电压控制单元的输出端到达所述有功电流控制单元的输入端；
所述有功电流控制单元用于根据所述有功电流指令产生所述有功电压指令
Figure FDA0002880933470000041
所述
Figure FDA0002880933470000042
经所述有功电流控制单元的输出端到达所述移相环的第一输入端；
所述反孤岛策略单元用于产生无功电流指令；所述无功电流指令经所述反孤岛策略单元的输出端到达所述无功电流控制单元的输入端；
所述无功电流控制单元用于根据所述无功电流指令产生所述无功电压指令
Figure FDA0002880933470000043
所述
Figure FDA0002880933470000044
经所述无功电流控制单元的输出端到达所述移相环的第二输入端。
7.根据权利要求2～4中任意一项所述的***，其特征在于，所述移相矩阵电路所对应的移相矩阵为：
Figure FDA0002880933470000045
其中Δθ为所述移相角。
8.根据权利要求2～4中任意一项所述的***，其特征在于，所述
Figure FDA0002880933470000046
和所述
Figure FDA0002880933470000047
为：
Figure FDA0002880933470000051
其中Δθ为所述移相角。
9.根据权利要求1～4中任意一项所述的***，其特征在于，所述逆变器为单相 逆变器、三相 逆变器、两电平拓扑逆变器或多电平拓扑逆变器中的任意一种。
10.根据权利要求3～4中任意一项所述的***，其特征在于，所述控制器为比例控制器、比例积分控制器、比例微分控制器中的任意一种。
CN201611050777.4A 2016-11-24 2016-11-24 一种逆变器反孤岛控制*** Active CN108110785B (zh)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611050777.4A CN108110785B (zh) 2016-11-24 2016-11-24 一种逆变器反孤岛控制***
PCT/CN2017/092474 WO2018095046A1 (zh) 2016-11-24 2017-07-11 逆变器反孤岛控制***
EP17874121.1A EP3537557B1 (en) 2016-11-24 2017-07-11 Anti-islanding control system for inverter
US16/420,496 US10637249B2 (en) 2016-11-24 2019-05-23 Inverter anti-islanding control system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611050777.4A CN108110785B (zh) 2016-11-24 2016-11-24 一种逆变器反孤岛控制***

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108110785A CN108110785A (zh) 2018-06-01
CN108110785B true CN108110785B (zh) 2021-04-20

Family

ID=62196097

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611050777.4A Active CN108110785B (zh) 2016-11-24 2016-11-24 一种逆变器反孤岛控制***

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10637249B2 (zh)
EP (1) EP3537557B1 (zh)
CN (1) CN108110785B (zh)
WO (1) WO2018095046A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3052307B1 (fr) * 2016-06-07 2019-07-12 Thales Demarreur generateur sans balais

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070025269A (ko) * 2005-09-01 2007-03-08 울산대학교 산학협력단 자동 위상 이동법에 의한 고립운전 검출장치
CN101950985A (zh) * 2010-11-01 2011-01-19 上海兆能电力电子技术有限公司 单相并网光伏逆变器输出谐波及直流分量的抑制方法
WO2011029805A1 (de) * 2009-09-09 2011-03-17 Siemens Aktiengesellschaft Synchronisiereinrichtung und synchronisierverfahren für den betrieb von inselnetzen
CN104198886A (zh) * 2014-08-15 2014-12-10 萨瑞新能源技术（苏州）有限公司 一种光伏并网发电***检测孤岛效应的方法及其装置
CN104753081A (zh) * 2013-12-30 2015-07-01 华为技术有限公司 一种控制微电网供电的方法和装置
EP2922167A1 (en) * 2012-11-16 2015-09-23 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Relay operation setting device, power conditioner and distributed power supply system

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6815932B2 (en) * 2000-10-12 2004-11-09 Capstone Turbine Corporation Detection of islanded behavior and anti-islanding protection of a generator in grid-connected mode
EP1764894A1 (en) * 2005-09-19 2007-03-21 ABB Schweiz AG Method for detecting islanding operation of a distributed generator
WO2009011877A2 (en) * 2007-07-16 2009-01-22 Enphase Energy, Inc. Method and apparatus for anti-islanding of distributed power generation systems
CN101257209B (zh) 2008-01-10 2010-06-16 清华大学深圳研究生院 光伏并网发电***的孤岛运行检测方法
CN101651337B (zh) 2009-09-17 2011-06-08 山东大学 基于相位偏移和频率变化的复合型孤岛检测方法
CN101931219B (zh) 2010-08-24 2013-02-06 西安交通大学 一种基于相位偏移的自抗扰孤岛检测方法
CN101944723A (zh) * 2010-08-26 2011-01-12 哈尔滨九洲电气股份有限公司 一种光伏并网发电***的孤岛运行检测方法
US20120091817A1 (en) * 2010-10-18 2012-04-19 Advanced Energy Industries, Inc. System, method, and apparatus for ac grid connection of series-connected inverters
CN102255329B (zh) 2011-04-14 2013-11-20 东南大学 一种光伏并网***的孤岛检测方法
KR101243896B1 (ko) * 2011-09-05 2013-03-20 카코뉴에너지 주식회사 신재생 에너지 발전 시스템 및 그의 단독 운전 방지 방법
US20130077367A1 (en) * 2011-09-23 2013-03-28 Huibin Zhu Systems and methods for use in grid fault event control
CN102522770B (zh) 2011-12-04 2014-05-28 东华大学 一种无变压器型的光伏并网检测***及检测方法
CN103296643B (zh) 2013-03-19 2017-02-22 昆明理工大学 一种基于广域信息电压相位差比较式孤岛检测及孤岛保护方法
CN103207335B (zh) 2013-03-21 2015-06-03 中国农业大学 一种基于相位-频率正反馈的孤岛检测方法
CN104215841B (zh) 2013-05-31 2017-02-15 阳光电源股份有限公司 孤岛检测方法、装置、变流器和分布式发电***
US20150015072A1 (en) * 2013-07-12 2015-01-15 Infineon Technologies Austria Ag Power Converter Circuit and Method
US20150094871A1 (en) * 2013-09-27 2015-04-02 International Business Machines Corporation Managing devices in micro-grids
CN103515981B (zh) 2013-09-29 2016-03-16 沈阳工业大学 并网光伏发电***及其自动式相位移孤岛现象检测方法
CN103760434A (zh) 2013-12-27 2014-04-30 浙江工业大学 一种基于模糊控制的自适应相位偏移孤岛检测方法
CN103954870B (zh) 2014-05-19 2016-08-17 华北电力大学 一种串联谐振与相位跳变相结合的孤岛检测方法
CN103983898A (zh) 2014-05-19 2014-08-13 国网宁夏电力公司 基于相位突变和主动频率偏移相结合的孤岛检测方法
CN104155537B (zh) 2014-07-04 2017-01-18 西安工程大学 低频正弦相位扰动的孤岛检测方法
CN104267315B (zh) * 2014-10-16 2015-11-25 山东大学 基于主动频率偏移和电压幅值变化的复合型孤岛检测方法
CN104638671B (zh) 2015-01-16 2016-08-17 合肥工业大学 基于引入粒子群算法及相位扰动的孤岛检测方法
US10333390B2 (en) * 2015-05-08 2019-06-25 The Board Of Trustees Of The University Of Alabama Systems and methods for providing vector control of a grid connected converter with a resonant circuit grid filter
KR101554630B1 (ko) * 2015-05-14 2015-09-21 카코뉴에너지 주식회사 병렬 분산 전원용 단독 운전 검출 장치
CN104865479B (zh) * 2015-06-15 2018-06-01 江苏方天电力技术有限公司 一种孤岛检测方法
CN105182189B (zh) * 2015-10-29 2017-12-12 国家电网公司 基于电压频率和测量阻抗结合的逆变器扰动式孤岛检测法
CN105467237A (zh) 2015-11-25 2016-04-06 东方日立(成都)电控设备有限公司 一种基于有功电流扰动的正反馈孤岛检测方法
CN105759175B (zh) * 2016-04-05 2018-11-23 中山大学 一种带相角偏移正反馈的主动移频式孤岛检测方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070025269A (ko) * 2005-09-01 2007-03-08 울산대학교 산학협력단 자동 위상 이동법에 의한 고립운전 검출장치
WO2011029805A1 (de) * 2009-09-09 2011-03-17 Siemens Aktiengesellschaft Synchronisiereinrichtung und synchronisierverfahren für den betrieb von inselnetzen
CN101950985A (zh) * 2010-11-01 2011-01-19 上海兆能电力电子技术有限公司 单相并网光伏逆变器输出谐波及直流分量的抑制方法
EP2922167A1 (en) * 2012-11-16 2015-09-23 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Relay operation setting device, power conditioner and distributed power supply system
CN104753081A (zh) * 2013-12-30 2015-07-01 华为技术有限公司 一种控制微电网供电的方法和装置
CN104198886A (zh) * 2014-08-15 2014-12-10 萨瑞新能源技术（苏州）有限公司 一种光伏并网发电***检测孤岛效应的方法及其装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Advanced slip mode frequency shift islanding detection method for single phase grid connected PV inverters;Majid Pahlevani等;《2016 IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC)》;20160324;第378-385页 *
采用非线性主动移相策略的分布式***反孤岛优化设计;刘江等;《电网技术》;20160430;第40卷(第4期);第1231-1236页 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP3537557A4 (en) 2019-12-04
US20190280484A1 (en) 2019-09-12
CN108110785A (zh) 2018-06-01
EP3537557A1 (en) 2019-09-11
EP3537557B1 (en) 2021-04-28
WO2018095046A1 (zh) 2018-05-31
US10637249B2 (en) 2020-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8570003B2 (en) Double fed induction generator converter and method for suppressing transient in deactivation of crowbar circuit for grid fault ridethrough
US8310104B2 (en) Substantially bumpless transfer grid synchronization
CN106067695B (zh) 功率分配***
JP5286413B2 (ja) 低周波遮断器
EP3024134B1 (en) Parallel inverter system, and shutdown control method and shutdown control device for parallel inverter system
US11239664B2 (en) Power conversion system
WO2016086458A1 (zh) 动车组救援回送装置
US9337750B2 (en) Power conversion apparatus
KR101646170B1 (ko) 계통연계운전 및 독립운전을 수행하는 전력시스템 제어 방법
JP2011101474A (ja) モータ駆動用電源装置及び該電源装置を用いた回生方法
JP6077225B2 (ja) 系統連系電力変換装置
CN108110785B (zh) 一种逆变器反孤岛控制***
JP2010115094A (ja) インバータの単独運転検出装置および単独運転検出方法
EP3806264B1 (en) Control device and power control system
JP4287031B2 (ja) 自励式直流送電システムの制御方法及び装置
Klumpner et al. Short term ride through capabilities for direct frequency converters
KR101414887B1 (ko) 멀티 레벨 인버터 및 그 구동방법
WO2011013187A1 (ja) 自励式無効電力補償装置
JP5169060B2 (ja) 電源回生インバータ装置の停電検出装置
Seta et al. Low power factor operation of PV inverter with power decoupling function
JP2013243934A (ja) 自励式無効電力補償装置
JP2020145815A (ja) 軸駆動発電装置
CN116754899B (zh) 一种微电网并网***电网故障检测方法及其装置
JP2020518216A (ja) 分離システムの形成検出方法
JP7120474B1 (ja) 電力変換装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant