一種逆變器電源、孤島檢測系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種逆變器電源、孤島檢測系統(tǒng)及方法，主要包括：確定逆變器電源輸出的第一電壓和第一電流；根據(jù)第一電壓和第一電流確定控制方式及與之對應(yīng)的開關(guān)控制信號；VSC主電路根據(jù)開關(guān)控制信號確定自身開關(guān)狀態(tài)，輸出與控制方式對應(yīng)的電氣量，電氣量包括電壓和電流；孤島保護(hù)裝置獲取輸出電流和輸出電壓，進(jìn)而判斷逆變器電源是否處于孤島狀態(tài)。本發(fā)明通過對第一電壓和第一電流進(jìn)行一系列處理，確定逆變器電源的控制方式，通過判斷逆變器電源在當(dāng)前控制方式下輸出至主線路和第二母線的電壓和電流判斷其是否處于孤島狀態(tài)，本發(fā)明沒有檢測盲區(qū)，且，通過不同控制方式對逆變器電源輸出的電壓和電流進(jìn)行調(diào)節(jié)，不會影響電能質(zhì)量。
【專利說明】-種逆變器電源、孤島檢測系統(tǒng)及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電力電子裝置及其控制【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說，設(shè)及一種逆變器電源、 孤島檢測系統(tǒng)及方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電力需求的不斷增長，常規(guī)電網(wǎng)在過去數(shù)十年里快速發(fā)展。然而由于其成本 高、運(yùn)行難度大，W及燃料短缺、環(huán)境污染的日益加重，促進(jìn)了環(huán)保、靈活、W可再生能源為 主的分布式發(fā)電技術(shù)的發(fā)展。分布式電源值istributed Generation, DG) -般經(jīng)逆變器電 源接入電網(wǎng)，故稱為逆變器電源。
[0003] 但是，當(dāng)電網(wǎng)因系統(tǒng)故障或停電維修等停止工作時，并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)可能無法及時 檢查出停電狀態(tài)而不能迅速將自身切離電網(wǎng)，此時，會形成孤島現(xiàn)象。產(chǎn)生孤島現(xiàn)象后，嚴(yán) 重影響系統(tǒng)的安全運(yùn)行，給用戶端的設(shè)備造成不利影響。因此，基于供電安全可靠的考慮， 反孤島保護(hù)是必需的；而反孤島保護(hù)的重點(diǎn)就在于孤島檢測，孤島檢測是電網(wǎng)孤島運(yùn)行的 前提。
[0004] 目前，孤島檢測的方法主要分為主動檢測和被動檢測兩類。其中，被動檢測通過檢 測并網(wǎng)點(diǎn)的電氣量判斷逆變器電源是否處于孤島狀態(tài)，其優(yōu)勢為對電網(wǎng)無干擾，對輸出電 能質(zhì)量無影響，而且易于實(shí)現(xiàn)。但由于分布式電源本身輸出就有波動，且接入大電阻負(fù)載或 者某些負(fù)載的突然啟停等情況均造成電壓和頻率產(chǎn)生波動，因此，被動檢測容易產(chǎn)生誤測， 檢測盲區(qū)較大。主動檢測是在逆變器電源的控制信號中加入很小的電壓、電流或相位擾動 信號。當(dāng)其并網(wǎng)運(yùn)行時，由于受電網(wǎng)錯制，擾動信號作用很??；而當(dāng)其處于孤島狀態(tài)時，擾動 信號作用較明顯，通過檢測并網(wǎng)點(diǎn)的響應(yīng)，可判斷逆變器電源是否處于孤島狀態(tài)。但是主動 檢測需要對電網(wǎng)輸出進(jìn)行擾動，因此會對電能質(zhì)量有所影響。
[0005] 綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中的孤島檢測方法存在檢測盲區(qū)大和影響電能質(zhì)量的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種逆變器電源、孤島檢測系統(tǒng)及方法，W解決現(xiàn)有技術(shù)的 孤島檢測方法中檢測盲區(qū)大和影響電能質(zhì)量的問題。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
[000引一種逆變器電源，應(yīng)用于電網(wǎng)，該逆變器電源包括：測量電路、信號輸入模塊、自適 應(yīng)控制模塊、雙反饋解禪控制模塊、輸出驅(qū)動模塊和VSC主電路，其中：
[0009] 所述測量電路，用于確定所述逆變器電源輸出的第一電壓和第一電流，將其傳送 至所述信號輸入模塊；
[0010] 所述信號輸入模塊，用于將所述第一電壓和所述第一電流分別進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得 到第二電壓和第二電流，并將其傳送至所述自適應(yīng)控制模塊；
[0011] 所述自適應(yīng)控制模塊，用于根據(jù)所述第二電壓和所述第二電流確定并采用與之對 應(yīng)的控制方式，所述控制方式包括第一恒功率控制、第二恒功率控制、第一恒壓恒頻控制、 第二恒壓恒頻控制、第一反倒下垂控制和第二反倒下垂控制，輸出與所述控制方式對應(yīng)的 有功控制信號和無功控制信號，并將其傳送至所述雙反饋解禪控制模塊；其中，所述第一反 倒下垂控制和所述第二反倒下垂控制按照下列反倒下垂控制方程實(shí)現(xiàn)：
[0012] P = P〇+m(f-f〇)
[0013] Q = Q〇+n(V-V〇)
[0014] 其中，P和Q分別為所述逆變器電源輸出的有功功率和無功功率，P。和Q。分別為 與所述控制方式對應(yīng)的額定有功功率和額定無功功率，f。和V。分別為與所述控制方式對應(yīng) 的額定頻率和額定電壓，f和V分別為所述逆變器電源輸出的頻率和電壓，m和n分別為有 功下垂系數(shù)和無功下垂系數(shù)；
[0015] 所述雙反饋解禪控制模塊，用于根據(jù)所述有功控制信號和所述無功控制信號生成 調(diào)制電壓，根據(jù)所述調(diào)制電壓生成控制脈沖并將其傳送至所述輸出驅(qū)動模塊；
[0016] 所述輸出驅(qū)動模塊，用于將所述控制脈沖進(jìn)行放大處理，得到開關(guān)控制信號，并將 所述開關(guān)控制信號傳送至所述VSC主電路；
[0017] 所述VSC主電路與所述電網(wǎng)連接，用于根據(jù)所述開關(guān)控制信號確定自身開關(guān)狀 態(tài)，輸出與所述控制方式對應(yīng)的電氣量，所述電氣量包括電壓和電流。
[001引優(yōu)選的，所述測量電路包括第一電流互感器、第一電壓互感器和輸出電路，其中：
[0019] 所述第一電流互感器，用于采集所述逆變器電源輸出的第=電流；
[0020] 所述第一電壓互感器，用于采集所述逆變器電源輸出的第=電壓；
[0021] 所述輸出電路，用于將所述第=電流和所述第=電壓進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到所述第 一電流和所述第一電壓，并將其傳送至所述信號輸入模塊。
[0022] 優(yōu)選的，所述自適應(yīng)控制模塊包括第一處理單元、第二處理單元、滯環(huán)觸發(fā)器單元 和控制單元，其中：
[0023] 所述第一處理單元，用于將所述第二電壓和所述第二電流進(jìn)行計(jì)算，得到實(shí)時頻 率和實(shí)時有功功率，并將其傳送至所述滯環(huán)觸發(fā)器單元.
[0024] 所述第二處理單元，用于將所述第二電壓和所述第二電流進(jìn)行計(jì)算，得到實(shí)時電 壓和實(shí)時無功功率，并將其傳送至所述滯環(huán)觸發(fā)器單元.
[0025] 所述滯環(huán)觸發(fā)器單元，用于：將所述實(shí)時頻率分別與第一闊值和第二闊值進(jìn)行比 對，其中所述第二闊值大于所述第一闊值；將所述實(shí)時電壓分別與第=闊值和第四闊值進(jìn) 行比對，其中所述第四闊值大于所述第=闊值；將所述實(shí)時有功功率分別與第五闊值和第 六闊值進(jìn)行對比，其中所述第六闊值大于所述第五闊值；將所述實(shí)時無功功率分別與第走 闊值和第八闊值進(jìn)行對比，其中所述第八闊值大于所述第走闊值；如果同時滿足；所述實(shí) 時頻率大于或者等于所述第二闊值，所述實(shí)時有功功率小于或者等于所述第五闊值，所述 實(shí)時電壓大于或者等于所述第四闊值，所述實(shí)時無功功率小于或者等于所述第走闊值，貝U 采用所述第一恒功率控制；如果同時滿足；所述實(shí)時頻率小于或者等于所述第一闊值，所 述實(shí)時有功功率大于或者等于所述第六闊值，所述實(shí)時電壓小于或者等于所述第=闊值， 所述實(shí)時無功功率大于或者等于所述第八闊值，則采用所述第二恒功率控制；如果同時滿 足；所述實(shí)時頻率大于或者等于所述第二闊值，所述實(shí)時有功功率大于所述第五闊值，所述 實(shí)時電壓大于或者等于所述第四闊值，所述實(shí)時無功功率大于所述第走闊值，則采用所述 第一恒壓恒頻控制；如果同時滿足；所述實(shí)時頻率小于或者等于所述第一闊值，所述實(shí)時 有功功率小于所述第六闊值，所述實(shí)時電壓小于或者等于所述第=闊值，所述實(shí)時無功功 率小于所述第八闊值，則采用所述第二恒壓恒頻控制；如果同時滿足：所述實(shí)時頻率大于 所述第一闊值且所述實(shí)時功率小于所述第二閥值，所述實(shí)時有功功率小于所述第五闊值， 所述實(shí)時電壓大于所述第=闊值且所述實(shí)時電壓小于所述第四閥值，所述實(shí)時無功功率小 于所述第走闊值，則采用所述第一反倒下垂控制；如果同時滿足：所述實(shí)時頻率大于所述 第一闊值且所述實(shí)時功率小于所述第二閥值，所述實(shí)時有功功率大于所述第六闊值，所述 實(shí)時電壓大于所述第=闊值且所述實(shí)時電壓小于所述第四閥值，所述實(shí)時無功功率大于所 述第八闊值，則采用所述第二反倒下垂控制；
[0026] 所述控制單元，用于根據(jù)所述控制方式輸出與之對應(yīng)的所述有功控制信號和所述 無功控制信號，并將其傳送至所述雙反饋解禪控制模塊。
[0027] 優(yōu)選的，所述VSC主電路包括六個橋式逆變電路。
[002引一種孤島檢測系統(tǒng)，應(yīng)用于電網(wǎng)，該系統(tǒng)包括：第一母線、第二母線、主線路、第二 電流互感器、第二電壓互感器、孤島保護(hù)裝置W及所述逆變器電源，其中：
[0029] 所述逆變器電源與所述第一母線連接；所述第一母線通過所述主線路與所述第二 母線連接；所述第二電流互感器分別與所述主線路和所述孤島保護(hù)裝置連接；所述第二電 壓互感器分別與所述第二母線和所述孤島保護(hù)裝置連接；
[0030] 所述第二電流互感器，用于采集所述主線路的輸出電流；
[0031] 所述第二電壓互感器，用于采集所述第二母線的輸出電壓；
[0032] 所述孤島保護(hù)裝置，用于獲取所述輸出電流和所述輸出電壓，根據(jù)所述輸出電流 和所述輸出電壓計(jì)算并確定輸出頻率，將所述輸出頻率與動作頻率定值和進(jìn)行比對，將所 述輸出電壓與動作電壓定值進(jìn)行比對，如果所述輸出頻率大于所述動作頻率定值，且所述 輸出電壓大于所述動作電壓定值，則所述逆變器電源處于孤島狀態(tài)，否則，所述逆變器電源 處于正常狀態(tài)。
[0033] 一種孤島檢測方法，應(yīng)用于上述孤島檢測系統(tǒng)，該方法包括：
[0034] 確定所述逆變器電源輸出的所述第一電壓和所述第一電流；
[0035] 將所述第一電壓和所述第一電流分別進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到所述第二電壓和所述第 二電流；
[0036] 根據(jù)所述第二電壓和所述第二電流確定并采用與之對應(yīng)的控制方式，所述控制方 式包括所述第一恒功率控制、所述第二恒功率控制、所述第一恒壓恒頻控制、所述第二恒壓 恒頻控制、所述第一反倒下垂控制和所述第二反倒下垂控制，輸出與所述控制方式對應(yīng)的 所述有功控制信號和所述無功控制信號；其中，所述第一反倒下垂控制和所述第二反倒下 垂控制按照所述反倒下垂控制方程實(shí)現(xiàn)：
[0037] P = P〇+m(f-f〇)
[003引 Q = Q0+n (V-V0)
[0039] 其中，P和Q分別為所述逆變器電源輸出的有功功率和無功功率，P。和Q。分別為 與所述控制方式對應(yīng)的額定有功功率和額定無功功率，f。和V。分別為與所述控制方式對應(yīng) 的額定頻率和額定電壓，f和V分別為所述逆變器電源輸出的頻率和電壓，m和n分別為所 述有功下垂系數(shù)和所述無功下垂系數(shù)；
[0040] 根據(jù)所述有功控制信號和所述無功控制信號生成所述調(diào)制電壓，根據(jù)所述調(diào)制電 壓生成所述控制脈沖；
[0041] 將所述控制脈沖進(jìn)行放大處理，得到所述開關(guān)控制信號；
[0042] 根據(jù)所述開關(guān)控制信號確定所述VSC主電路的開關(guān)狀態(tài)，輸出與所述控制方式對 應(yīng)的電氣量，所述電氣量包括所述電壓和所述電流；
[0043] 采集所述主線路的所述輸出電流和所述第二母線的所述輸出電壓；
[0044] 根據(jù)所述輸出電流和所述輸出電壓計(jì)算并確定所述輸出頻率，將所述輸出頻率與 所述動作頻率定值和進(jìn)行比對，將所述輸出電壓與所述動作電壓定值進(jìn)行比對，如果所述 輸出頻率大于所述動作頻率定值，且所述輸出電壓大于所述動作電壓定值，則所述逆變器 電源處于孤島狀態(tài)，否則，所述逆變器電源處于正常狀態(tài)。
[0045] 優(yōu)選的，所述根據(jù)所述第二電壓和所述第二電流確定并采用與之對應(yīng)的控制方 式，包括：
[0046] 將所述實(shí)時頻率分別與所述第一闊值和所述第二闊值進(jìn)行比對，其中所述第二闊 值大于所述第一闊值；將所述實(shí)時電壓分別與所述第=闊值和所述第四闊值進(jìn)行比對，其 中所述第四闊值大于所述第=闊值；將所述實(shí)時有功功率分別與所述第五闊值和所述第六 闊值進(jìn)行對比，其中所述第六闊值大于所述第五闊值；將所述實(shí)時無功功率分別與所述第 走闊值和所述第八闊值進(jìn)行對比，其中所述第八闊值大于所述第走闊值；
[0047] 如果同時滿足；所述實(shí)時頻率大于或者等于所述第二闊值，所述實(shí)時有功功率小 于或者等于所述第五闊值，所述實(shí)時電壓大于或者等于所述第四闊值，所述實(shí)時無功功率 小于或者等于所述第走闊值，則采用所述第一恒功率控制；如果同時滿足；所述實(shí)時頻率 小于或者等于所述第一闊值，所述實(shí)時有功功率大于或者等于所述第六闊值，所述實(shí)時電 壓小于或者等于所述第=闊值，所述實(shí)時無功功率大于或者等于所述第八闊值，則采用所 述第二恒功率控制；如果同時滿足；所述實(shí)時頻率大于或者等于所述第二闊值，所述實(shí)時 有功功率大于所述第五闊值，所述實(shí)時電壓大于或者等于所述第四闊值，所述實(shí)時無功功 率大于所述第走闊值，則采用所述第一恒壓恒頻控制；如果同時滿足：所述實(shí)時頻率小于 或者等于所述第一闊值，所述實(shí)時有功功率小于所述第六闊值，所述實(shí)時電壓小于或者等 于所述第=闊值，所述實(shí)時無功功率小于所述第八闊值，則采用所述第二恒壓恒頻控制；如 果同時滿足；所述實(shí)時頻率大于所述第一闊值且所述實(shí)時功率小于所述第二閥值，所述實(shí) 時有功功率小于所述第五闊值，所述實(shí)時電壓大于所述第=闊值且所述實(shí)時電壓小于所述 第四閥值，所述實(shí)時無功功率小于所述第走闊值，則采用所述第一反倒下垂控制；如果同時 滿足；所述實(shí)時頻率大于所述第一闊值且所述實(shí)時功率小于所述第二閥值，所述實(shí)時有功 功率大于所述第六闊值，所述實(shí)時電壓大于所述第=闊值且所述實(shí)時電壓小于所述第四閥 值，所述實(shí)時無功功率大于所述第八闊值，則采用所述第二反倒下垂控制。
[0048] 優(yōu)選的，所述方法還包括：
[0049] 設(shè)定所述第一闊值、所述第二闊值、所述第=闊值、所述第四闊值所述第五闊值、 所述第六闊值、所述第走闊值和所述第八闊值，并存儲。
[0050] 本發(fā)明提供的一種逆變器電源、孤島檢測系統(tǒng)及方法，主要包括；測量電路確定逆 變器電源輸出的第一電壓和第一電流；信號輸入模塊將第一電壓和第一電流分別進(jìn)行模數(shù) 轉(zhuǎn)換，確定第二電壓和第二電流；自適應(yīng)控制模塊根據(jù)第二電壓和第二電流確定控制方式 并輸出與之對應(yīng)的有功控制信號和無功控制信號；雙反饋解禪控制模塊根據(jù)有功控制信號 和無功控制信號生成調(diào)制電壓，根據(jù)調(diào)制電壓生成對應(yīng)的控制脈沖；輸出驅(qū)動模塊將控制 脈沖進(jìn)行放大處理得到生成開關(guān)控制信號；VSC主電路根據(jù)開關(guān)控制信號確定自身開關(guān)狀 態(tài)，輸出與上述控制方式對應(yīng)的電氣量，電氣量包括電壓和電流；孤島保護(hù)裝置獲取輸出 電流和輸出電壓，根據(jù)輸出電流和輸出電壓計(jì)算并確定輸出頻率，將輸出頻率與動作頻率 定值和進(jìn)行比對，將輸出電壓與動作電壓定值進(jìn)行比對，如果輸出頻率大于動作頻率定值， 且輸出電壓大于動作電壓定值，則逆變器電源處于孤島狀態(tài)，否則，逆變器電源處于正常狀 態(tài)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過對逆變器電源輸出的電壓和電流進(jìn)行一系列處理，確定逆 變器電源的控制方式，通過判斷逆變器電源在當(dāng)前控制方式下輸出至主線路和第二母線的 電壓和電流判斷其是否處于孤島狀態(tài)，本發(fā)明沒有檢測盲區(qū)，且，通過不同控制方式對逆變 器電源輸出的電壓和電流進(jìn)行調(diào)節(jié)，不會影響電能質(zhì)量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0051] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可W根據(jù) 提供的附圖獲得其他的附圖。
[0化2] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種逆變器電源的結(jié)構(gòu)示意圖；
[005引圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種反倒下垂控制中與P = 對應(yīng)的有 功-頻率靜態(tài)特性曲線；
[0化4] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種反倒下垂控制中與Q = Qu+n(V-V。）對應(yīng)的無 功-電壓靜態(tài)特性曲線；
[0055]圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種逆變器電源的第一種靜態(tài)特性曲線；
[0化6] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種逆變器電源的第二種靜態(tài)特性曲線；
[0057] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種逆變器電源中自適應(yīng)控制模塊的結(jié)構(gòu)示意圖； [0化引圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種孤島檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0059] 圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種孤島檢測方法的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0060] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0061] 請參閱圖1，其示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的一種逆變器電源，該逆變器電源包括： 測量電路11、信號輸入模塊12、自適應(yīng)控制模塊13、雙反饋解禪控制模塊14、輸出驅(qū)動模塊 15和VSC主電路16,其中；
[0062] 測量電路11，用于確定逆變器電源輸出的第一電壓和第一電流，將其傳送至信號 輸入模塊12 ;
[0063] 信號輸入模塊12,用于將第一電壓和第一電流分別進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到第二電壓 和第二電流，并將其傳送至自適應(yīng)控制模塊13 ;
[0064] 自適應(yīng)控制模塊13,用于根據(jù)第二電壓和第二電流確定并采用與之對應(yīng)的控制方 式，控制方式包括第一恒功率控制、第二恒功率控制、第一恒壓恒頻控制、第二恒壓恒頻控 審IJ、第一反倒下垂控制和第二反倒下垂控制，輸出與控制方式對應(yīng)的有功控制信號和無功 控制信號，并將其傳送至雙反饋解禪控制模塊14 ;其中，第一反倒下垂控制和第二反倒下 垂控制按照下列反倒下垂控制方程實(shí)現(xiàn)：
[00 化]p = p〇+m(f-f〇)
[0066] Q = Q〇+n (V-V〇)
[0067] 其中，P和Q分別為逆變器電源輸出的有功功率和無功功率，P。和Q。分別為與控 制方式對應(yīng)的額定有功功率和額定無功功率，f。和V。分別為與控制方式對應(yīng)的額定頻率和 額定電壓，f和V分別為逆變器電源輸出的頻率和電壓，m和n分別為有功下垂系數(shù)和無功 下垂系數(shù)；
[0068] 雙反饋解禪控制模塊14,用于根據(jù)有功控制信號和無功控制信號生成調(diào)制電壓， 根據(jù)調(diào)制電壓生成控制脈沖并將其傳送至輸出驅(qū)動模塊15 ;
[0069] 輸出驅(qū)動模塊15,用于將控制脈沖進(jìn)行放大處理，得到開關(guān)控制信號，并將開關(guān)控 制信號傳送至VSC主電路16;
[0070] VSC主電路16與電網(wǎng)連接，用于根據(jù)開關(guān)控制信號確定自身開關(guān)狀態(tài)，輸出與控 制方式對應(yīng)的電氣量，電氣量包括電壓和電流。
[0071] 本發(fā)明通過對逆變器電源輸出的電壓和電流進(jìn)行一系列處理，確定逆變器電源的 控制方式；與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種逆變器電源具有一定的自我調(diào)節(jié)能 力，其利用效率與自治能力都有所提高。且本逆變器電源所使用的控制方式簡單可行，有效 可靠，便于工程化推廣和應(yīng)用。
[00巧請參閱圖2和圖3,其分別示出了與P = P0+m(f-f。）對應(yīng)的有功-頻率靜態(tài)特性 曲線和與Q = Q0+n(V-V。）對應(yīng)的無功-電壓靜態(tài)特性曲線。
[0073] 需要說明的是，逆變器電源輸出的有功功率和無功功率可分別表達(dá)為：

【權(quán)利要求】
1. 一種逆變器電源，其特征在于，應(yīng)用于電網(wǎng)，該逆變器電源包括：測量電路、信號輸 入模塊、自適應(yīng)控制模塊、雙反饋解禪控制模塊、輸出驅(qū)動模塊和VSC主電路，其中： 所述測量電路，用于確定所述逆變器電源輸出的第一電壓和第一電流，將其傳送至所 述信號輸入模塊； 所述信號輸入模塊，用于將所述第一電壓和所述第一電流分別進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到第 二電壓和第二電流，并將其傳送至所述自適應(yīng)控制模塊； 所述自適應(yīng)控制模塊，用于根據(jù)所述第二電壓和所述第二電流確定并采用與之對應(yīng)的 控制方式，所述控制方式包括第一恒功率控制、第二恒功率控制、第一恒壓恒頻控制、第二 恒壓恒頻控制、第一反倒下垂控制和第二反倒下垂控制，輸出與所述控制方式對應(yīng)的有功 控制信號和無功控制信號，并將其傳送至所述雙反饋解禪控制模塊；其中，所述第一反倒下 垂控制和所述第二反倒下垂控制按照下列反倒下垂控制方程實(shí)現(xiàn)： P = P〇+m(f-f〇) Q = Q〇+n (v-v〇) 其中，P和Q分別為所述逆變器電源輸出的有功功率和無功功率，P。和Q。分別為與所 述控制方式對應(yīng)的額定有功功率和額定無功功率，f。和V。分別為與所述控制方式對應(yīng)的額 定頻率和額定電壓，f和V分別為所述逆變器電源輸出的頻率和電壓，m和n分別為有功下 垂系數(shù)和無功下垂系數(shù)； 所述雙反饋解禪控制模塊，用于根據(jù)所述有功控制信號和所述無功控制信號生成調(diào)制 電壓，根據(jù)所述調(diào)制電壓生成控制脈沖并將其傳送至所述輸出驅(qū)動模塊； 所述輸出驅(qū)動模塊，用于將所述控制脈沖進(jìn)行放大處理，得到開關(guān)控制信號，并將所述 開關(guān)控制信號傳送至所述VSC主電路； 所述VSC主電路與所述電網(wǎng)連接，用于根據(jù)所述開關(guān)控制信號確定自身開關(guān)狀態(tài)，輸 出與所述控制方式對應(yīng)的電氣量，所述電氣量包括電壓和電流。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變器電源，其特征在于，所述測量電路包括第一電流互感 器、第一電壓互感器和輸出電路，其中： 所述第一電流互感器，用于采集所述逆變器電源輸出的第=電流； 所述第一電壓互感器，用于采集所述逆變器電源輸出的第=電壓； 所述輸出電路，用于將所述第=電流和所述第=電壓進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到所述第一電 流和所述第一電壓，并將其傳送至所述信號輸入模塊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變器電源，其特征在于，所述自適應(yīng)控制模塊包括第一處 理單元、第二處理單元、滯環(huán)觸發(fā)器單元和控制單元，其中： 所述第一處理單元，用于將所述第二電壓和所述第二電流進(jìn)行計(jì)算，得到實(shí)時頻率和 實(shí)時有功功率，并將其傳送至所述滯環(huán)觸發(fā)器單元； 所述第二處理單元，用于將所述第二電壓和所述第二電流進(jìn)行計(jì)算，得到實(shí)時電壓和 實(shí)時無功功率，并將其傳送至所述滯環(huán)觸發(fā)器單元； 所述滯環(huán)觸發(fā)器單元，用于；將所述實(shí)時頻率分別與第一闊值和第二闊值進(jìn)行比對， 其中所述第二闊值大于所述第一闊值；將所述實(shí)時電壓分別與第=闊值和第四闊值進(jìn)行 比對，其中所述第四闊值大于所述第=闊值；將所述實(shí)時有功功率分別與第五闊值和第六 闊值進(jìn)行對比，其中所述第六闊值大于所述第五闊值；將所述實(shí)時無功功率分別與第走闊 值和第八闊值進(jìn)行對比，其中所述第八闊值大于所述第走闊值；如果同時滿足：所述實(shí)時 頻率大于或者等于所述第二闊值，所述實(shí)時有功功率小于或者等于所述第五闊值，所述實(shí) 時電壓大于或者等于所述第四闊值，所述實(shí)時無功功率小于或者等于所述第走闊值，則采 用所述第一恒功率控制；如果同時滿足；所述實(shí)時頻率小于或者等于所述第一闊值，所述 實(shí)時有功功率大于或者等于所述第六闊值，所述實(shí)時電壓小于或者等于所述第=闊值，所 述實(shí)時無功功率大于或者等于所述第八闊值，則采用所述第二恒功率控制；如果同時滿足： 所述實(shí)時頻率大于或者等于所述第二闊值，所述實(shí)時有功功率大于所述第五闊值，所述實(shí) 時電壓大于或者等于所述第四闊值，所述實(shí)時無功功率大于所述第走闊值，則采用所述第 一恒壓恒頻控制；如果同時滿足；所述實(shí)時頻率小于或者等于所述第一闊值，所述實(shí)時有 功功率小于所述第六闊值，所述實(shí)時電壓小于或者等于所述第=闊值，所述實(shí)時無功功率 小于所述第八闊值，則采用所述第二恒壓恒頻控制；如果同時滿足；所述實(shí)時頻率大于所 述第一闊值且所述實(shí)時功率小于所述第二閥值，所述實(shí)時有功功率小于所述第五闊值，所 述實(shí)時電壓大于所述第=闊值且所述實(shí)時電壓小于所述第四閥值，所述實(shí)時無功功率小于 所述第走闊值，則采用所述第一反倒下垂控制；如果同時滿足：所述實(shí)時頻率大于所述第 一闊值且所述實(shí)時功率小于所述第二閥值，所述實(shí)時有功功率大于所述第六闊值，所述實(shí) 時電壓大于所述第=闊值且所述實(shí)時電壓小于所述第四閥值，所述實(shí)時無功功率大于所述 第八闊值，則采用所述第二反倒下垂控制； 所述控制單元，用于根據(jù)所述控制方式輸出與之對應(yīng)的所述有功控制信號和所述無功 控制信號，并將其傳送至所述雙反饋解禪控制模塊。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變器電源，其特征在于，所述VSC主電路包括六個橋式逆變 電路。
5. -種孤島檢測系統(tǒng)，其特征在于，應(yīng)用于電網(wǎng)，該系統(tǒng)包括：第一母線、第二母線、主 線路、第二電流互感器、第二電壓互感器、孤島保護(hù)裝置W及如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述 的逆變器電源，其中： 所述逆變器電源與所述第一母線連接；所述第一母線通過所述主線路與所述第二母線 連接；所述第二電流互感器分別與所述主線路和所述孤島保護(hù)裝置連接；所述第二電壓互 感器分別與所述第二母線和所述孤島保護(hù)裝置連接； 所述第二電流互感器，用于采集所述主線路的輸出電流； 所述第二電壓互感器，用于采集所述第二母線的輸出電壓； 所述孤島保護(hù)裝置，用于獲取所述輸出電流和所述輸出電壓，根據(jù)所述輸出電流和所 述輸出電壓計(jì)算并確定輸出頻率，將所述輸出頻率與動作頻率定值和進(jìn)行比對，將所述輸 出電壓與動作電壓定值進(jìn)行比對，如果所述輸出頻率大于所述動作頻率定值，且所述輸出 電壓大于所述動作電壓定值，則所述逆變器電源處于孤島狀態(tài)，否則，所述逆變器電源處于 正常狀態(tài)。
6. -種孤島檢測方法，其特征在于，應(yīng)用于如權(quán)利要求5所述的一種孤島檢測系統(tǒng)，該 方法包括： 確定所述逆變器電源輸出的所述第一電壓和所述第一電流； 將所述第一電壓和所述第一電流分別進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到所述第二電壓和所述第二電 流； 根據(jù)所述第二電壓和所述第二電流確定并采用與之對應(yīng)的控制方式，所述控制方式包 括所述第一恒功率控制、所述第二恒功率控制、所述第一恒壓恒頻控制、所述第二恒壓恒頻 控制、所述第一反倒下垂控制和所述第二反倒下垂控制，輸出與所述控制方式對應(yīng)的所述 有功控制信號和所述無功控制信號；其中，所述第一反倒下垂控制和所述第二反倒下垂控 制按照所述反倒下垂控制方程實(shí)現(xiàn)： P = P〇+m(f-f〇) Q = Q〇+n (v-v〇) 其中，P和Q分別為所述逆變器電源輸出的有功功率和無功功率，P。和Q。分別為與所 述控制方式對應(yīng)的額定有功功率和額定無功功率，f。和V。分別為與所述控制方式對應(yīng)的額 定頻率和額定電壓，f和V分別為所述逆變器電源輸出的頻率和電壓，m和n分別為所述有 功下垂系數(shù)和所述無功下垂系數(shù)； 根據(jù)所述有功控制信號和所述無功控制信號生成所述調(diào)制電壓，根據(jù)所述調(diào)制電壓生 成所述控制脈沖； 將所述控制脈沖進(jìn)行放大處理，得到所述開關(guān)控制信號； 根據(jù)所述開關(guān)控制信號確定所述VSC主電路的開關(guān)狀態(tài)，輸出與所述控制方式對應(yīng)的 電氣量，所述電氣量包括所述電壓和所述電流； 采集所述主線路的所述輸出電流和所述第二母線的所述輸出電壓； 根據(jù)所述輸出電流和所述輸出電壓計(jì)算并確定所述輸出頻率，將所述輸出頻率與所述 動作頻率定值和進(jìn)行比對，將所述輸出電壓與所述動作電壓定值進(jìn)行比對，如果所述輸出 頻率大于所述動作頻率定值，且所述輸出電壓大于所述動作電壓定值，則所述逆變器電源 處于孤島狀態(tài)，否則，所述逆變器電源處于正常狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第二電壓和所述第二電流 確定并采用與之對應(yīng)的控制方式，包括： 將所述實(shí)時頻率分別與所述第一闊值和所述第二闊值進(jìn)行比對，其中所述第二闊值大 于所述第一闊值；將所述實(shí)時電壓分別與所述第=闊值和所述第四闊值進(jìn)行比對，其中所 述第四闊值大于所述第=闊值；將所述實(shí)時有功功率分別與所述第五闊值和所述第六闊值 進(jìn)行對比，其中所述第六闊值大于所述第五闊值；將所述實(shí)時無功功率分別與所述第走闊 值和所述第八闊值進(jìn)行對比，其中所述第八闊值大于所述第走闊值； 如果同時滿足；所述實(shí)時頻率大于或者等于所述第二闊值，所述實(shí)時有功功率小于或 者等于所述第五闊值，所述實(shí)時電壓大于或者等于所述第四闊值，所述實(shí)時無功功率小于 或者等于所述第走闊值，則采用所述第一恒功率控制；如果同時滿足：所述實(shí)時頻率小于 或者等于所述第一闊值，所述實(shí)時有功功率大于或者等于所述第六闊值，所述實(shí)時電壓小 于或者等于所述第S闊值，所述實(shí)時無功功率大于或者等于所述第八闊值，則采用所述第 二恒功率控制；如果同時滿足；所述實(shí)時頻率大于或者等于所述第二闊值，所述實(shí)時有功 功率大于所述第五闊值，所述實(shí)時電壓大于或者等于所述第四闊值，所述實(shí)時無功功率大 于所述第走闊值，則采用所述第一恒壓恒頻控制；如果同時滿足：所述實(shí)時頻率小于或者 等于所述第一闊值，所述實(shí)時有功功率小于所述第六闊值，所述實(shí)時電壓小于或者等于所 述第S闊值，所述實(shí)時無功功率小于所述第八闊值，則采用所述第二恒壓恒頻控制；如果 同時滿足；所述實(shí)時頻率大于所述第一闊值且所述實(shí)時功率小于所述第二閥值，所述實(shí)時 有功功率小于所述第五闊值，所述實(shí)時電壓大于所述第=闊值且所述實(shí)時電壓小于所述第 四閥值，所述實(shí)時無功功率小于所述第走闊值，則采用所述第一反倒下垂控制；如果同時 滿足；所述實(shí)時頻率大于所述第一闊值且所述實(shí)時功率小于所述第二閥值，所述實(shí)時有功 功率大于所述第六闊值，所述實(shí)時電壓大于所述第=闊值且所述實(shí)時電壓小于所述第四閥 值，所述實(shí)時無功功率大于所述第八闊值，則采用所述第二反倒下垂控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法還包括： 設(shè)定所述第一闊值、所述第二闊值、所述第=闊值、所述第四闊值所述第五闊值、所述 第六闊值、所述第走闊值和所述第八闊值，并存儲。
【文檔編號】G01R31/00GK104467024SQ201410856020
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月31日
【發(fā)明者】張雪松, 趙波, 周丹, 吳恒, 許健, 吉小鵬 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)浙江省電力公司電力科學(xué)研究院