專利名稱:分布式電源系統(tǒng)孤島運轉的檢測裝置及其方法
技術領域:
本發(fā)明是關于一種分布式電源系統(tǒng)孤島運轉的檢測裝置及其方法,特別是關于在一分布式電源系統(tǒng)經(jīng)電力轉換器與一市電電源系統(tǒng)聯(lián)結后,可檢測出該市電電源系統(tǒng)的故障,以便將該分布式電源系統(tǒng)與該市電電源系統(tǒng)解聯(lián)的孤島運轉的檢測裝置及其方法。
背景技術:
小型發(fā)電系統(tǒng)或再生能源發(fā)電系統(tǒng)可構成小型分布式電源系統(tǒng)。目前再生能源發(fā)電包含太陽能發(fā)電、風力發(fā)電、燃料電池及焚化爐發(fā)電等。未來將有許多的小型分布式電源系統(tǒng)被并入一般配電系統(tǒng)內運轉。
將小型分布式電源系統(tǒng)直接并聯(lián)至市電電源系統(tǒng),以供電至負載。此時,輸配電系統(tǒng)需要相關的適當保護措施,其中包含電力品質檢測及孤島運轉的檢測。所謂孤島運轉的檢測是在市電電源系統(tǒng)因故障或維護而切離時,仍有小型分布式電源系統(tǒng)持續(xù)供電,因而部分配電系統(tǒng)呈現(xiàn)單獨受電的孤島運轉現(xiàn)象。此孤島運轉現(xiàn)象造成下列問題1、危害位于孤島運轉區(qū)域的維修人員的安全;2、造成孤島運轉區(qū)域的電壓與頻率不穩(wěn),因而損壞位于孤島運轉區(qū)域的用電設備;3、造成位于孤島運轉區(qū)域的保護電驛(protection relay)產(chǎn)生誤動作(malfunction);4、當市電電源系統(tǒng)恢復供電時,可能產(chǎn)生不同步的問題。
有鑒于此,在國際上由歐、美、日等國的研究機構紛紛制訂管制規(guī)范標準,如IEEE929、IEEE1547、VDE0126及UL1741等。
目前孤島運轉檢測方法主要包含主動型檢測方法及被動型檢測方法。被動型檢測方法是利用檢測系統(tǒng)參數(shù)變化,以判別是否發(fā)生孤島運轉現(xiàn)象,如系統(tǒng)頻率檢測法、電壓振幅檢測法及諧波含量檢測法等。然而這些被動型檢測方法均存在有一不感帶,所謂不感帶是這些被動型檢測方法無法檢測出孤島運轉的狀況,因此被動型檢測方法無法完全滿足上述管制規(guī)范標準。
至于主動型檢測方法,其是在分布式電源系統(tǒng)的輸出電流中加入一微量小擾動。當市電電源系統(tǒng)正常時,由于市電電源足夠強健,因此該微量小擾動不致造成任何影響。反之,一旦市電電源系統(tǒng)中斷時,由于該微量小擾動可引起頻率或電壓的大幅變化,因此其可由保護電驛檢測而可判定為發(fā)生孤島運轉現(xiàn)象。此時,將該市電電源系統(tǒng)與分布式電源系統(tǒng)立即解聯(lián),以避免發(fā)生孤島運轉現(xiàn)象。
常用主動型檢測方法,如美國專利第5493485號,其揭示利用將分布式電源系統(tǒng)產(chǎn)生相位偏移及諧波失真,以檢測該分布式電源系統(tǒng)是否發(fā)生孤島運轉現(xiàn)象。另一常用主動型檢測方法,如美國專利第6172889號,其揭示利用將分布式電源系統(tǒng)產(chǎn)生一頻率偏移輸出電流,再利用正回授方式檢測該分布式電源系統(tǒng)是否發(fā)生孤島運轉現(xiàn)象。另一常用主動型檢測方法,如中國臺灣專利公告第430731號,其揭示利用將分布式電源系統(tǒng)產(chǎn)生一不對稱輸出電流,以檢測該分布式電源系統(tǒng)是否發(fā)生孤島運轉現(xiàn)象。另一常用主動型檢測方法,如美國專利第6603290號,其揭示利用將一定量的諧波輸入至分布式電源系統(tǒng)內,再量測該分布式電源系統(tǒng)的阻抗,以檢測該分布式電源系統(tǒng)是否發(fā)生孤島運轉現(xiàn)象。
如上所述,這些主動型檢測方法均利用將分布式電源系統(tǒng)的電力轉換器產(chǎn)生一微小失真,于市電電源系統(tǒng)中斷時檢測出該分布式電源系統(tǒng)孤島運轉的現(xiàn)象。然而,這些主動型檢測方法均必須受限于相關的國際管制規(guī)范標準,因此分布式電源系統(tǒng)的供應電流的總諧波失真率必須小于5%。簡言之,這些主動型檢測方法產(chǎn)生的電流失真必須受到限制,因而影響檢測孤島運轉現(xiàn)象的時間及可靠度,因此仍可能存在有一不感帶,且其采用控制電路的結構亦相對復雜。
有鑒于此,本發(fā)明為了改進上述缺點,將一分布式電源系統(tǒng)操作成一虛擬電容或電感器,該虛擬電容或電感器的操作頻率接近且略低或略高于一市電電源的操作頻率。當該市電電源正常時,由于該市電電源的電壓即為負載電壓,由于該市電電源非常強健而且其電壓不包含該虛擬電容器或電感器的操作頻率,因此該分布式電源系統(tǒng)的輸出電流幾乎不受影響而維持低于管制規(guī)范標準的總諧波失真率;反之,當該市電電源故障或不正常時,由于強健的市電電源已不存在無法提供固定操作頻率的電壓供應至負載,因此,由該分布式電源系統(tǒng)單獨供電至負載,所以該分布式電源系統(tǒng)操作的虛擬電容器或電感器將發(fā)生作用,因而將負載電壓的操作頻率移動至該虛擬電容器或電感器的操作頻率附近,并造成該負載電壓的振幅及頻率產(chǎn)生明顯的變動,如此能實時檢測出是否發(fā)生孤島運轉現(xiàn)象,如檢測出孤島運轉現(xiàn)象時將該市電電源系統(tǒng)與分布式電源系統(tǒng)立即解聯(lián),相對于常用主動型檢測方法,其能具有縮短檢測時間、減少分布式電源系統(tǒng)輸出電流失真,并提升檢測的可靠度。
發(fā)明內容
本發(fā)明的主要目的是提供一種分布式電源系統(tǒng)的孤島運轉的檢測裝置及其方法,其將分布式電源系統(tǒng)操作成一虛擬電容器或電感器,該虛擬電容器或電感器的操作頻率接近且略低或略高于該市電電源的正常操作頻率。當該市電電源正常時,負載電壓即為市電電壓,由于該市電電源非常強健且未包含該虛擬電容器/電感器的操作頻率,該虛擬電容器或電感器將不產(chǎn)生作用,因此,市電電源正常時,該孤島運轉的檢測裝置及其方法幾乎不會對分布式電源的輸出電流產(chǎn)生干擾。當該市電電源故障或不正常時,由于強健的市電電源已不存在而無法提供固定操作頻率的電壓供應至負載,因此由該分布式電源系統(tǒng)單獨供電至該負載,而該虛擬電容器或電感器發(fā)生作用,因而將負載電壓的操作頻率移動至該虛擬電容器或電感器的操作頻率附近,并造成該負載電壓的振幅及頻率產(chǎn)生明顯的變動,如此能實時檢測是否發(fā)生孤島運轉的現(xiàn)象,使本發(fā)明具有縮短檢測時間、減少分布式電源系統(tǒng)輸出電流失真,并提升檢測的可靠度。
本發(fā)明的次要目的是提供一種分布式電源系統(tǒng)的孤島運轉的檢測裝置及其方法,其在將一分布式電源系統(tǒng)操作成一虛擬電容器與負載并聯(lián),該虛擬電容器的操作頻率接近且略低于該市電電源的正常操作頻率。當該市電電源故障或不正常時,由于強健的市電電源已不存在無法提供固定操作頻率的電壓供應至該負載,因此由該分布式電源系統(tǒng)單獨供電,而該虛擬電容器此時發(fā)生作用,使負載等效總電容量增加,因而將負載電壓的操作頻率快速往低頻移動,并移動至該虛擬電容器的設定操作頻率附近,這將造成該負載電壓的振幅及頻率產(chǎn)生明顯的變動,如此便易于實時檢測是否發(fā)生孤島運轉的現(xiàn)象,使本發(fā)明具有縮短檢測時間、減少分布式電源系統(tǒng)輸出電流失真并提升檢測的可靠度。
本發(fā)明的另一目的是提供一種分布式電源系統(tǒng)的孤島運轉的檢測裝置及其方法,其在將一分布式電源系統(tǒng)操作成一虛擬電感器與負載并聯(lián),該虛擬電感器的操作頻率接近且略高于一市電電源的操作頻率。當該市電電源故障或不正常時,由于強健的市電電源已不存在無法提供固定操作頻率的電壓供應至該負載,因此由該分布式電源系統(tǒng)單獨供電而該虛擬電感器發(fā)生作用,使負載等效總電感量減少,因而將負載電壓的操作頻率快速往高頻移動,并移動至該虛擬電感器的設定操作頻率附近,此時造成該負載電壓的振幅及頻率產(chǎn)生明顯的變動,如此能易于實時檢測是否發(fā)生孤島運轉現(xiàn)象,使本發(fā)明具有縮短檢測時間、減少分布式電源系統(tǒng)輸出電流失真并提升檢測的可靠度。
圖1本發(fā)明市電電源系統(tǒng)及分布式電源系統(tǒng)架構的方塊圖。
圖1A本發(fā)明分布式電源系統(tǒng)的孤島運轉偵測方法的流程方塊圖。
圖2本發(fā)明第一較佳實施例分布式電源系統(tǒng)的孤島運轉的檢測裝置的方塊圖。
圖3本發(fā)明第二較佳實施例分布式電源系統(tǒng)的孤島運轉的檢測裝置的方塊圖。
符號說明1市電電源 2分布式電源 20直流電源 21電力轉換器3負載 30負載電壓 4第一電磁開關5第二電磁開關6孤島運轉的檢測裝置600電壓檢出器601第一帶通濾波器602乘法器 603減法器 604第二帶通濾波器605積分器 606加法器 607電流檢出器608減法器609電流控制器 610驅動電路7孤島運轉的檢測裝置700電壓檢出器701第一帶通濾波器702乘法器 703減法器 704第二帶通濾波器705微分器 706加法器 707電流檢出器708減法器709電流控制器 710驅動電路具體實施方式
為了讓本發(fā)明的上述及其它目的、特征、優(yōu)點能更明顯易懂,下文將特舉本發(fā)明的較佳實施例,并配合所附圖式,作詳細說明如下。
圖1揭示本發(fā)明市電電源系統(tǒng)及分布式電源系統(tǒng)架構的方塊圖。請參照圖1所示,一市電電源1用以提供一固定頻率的交流電能,而分布式電源系統(tǒng)包含一直流電能20及一電力轉換器21,其中該直流電能20可以來自太陽能電池、燃料電池、經(jīng)交/直流轉換后的風力發(fā)電機或其它能源,該電力轉換器21用以將該直流電源20的直流電能轉換為一交流電能。該市電電源1及分布式電源2經(jīng)第一電磁開關4與第二電磁開關5形成并聯(lián),其用以提供一負載電壓30,以便供應電能至一負載3。一第一電磁開關4接在該市電電源1及負載3之間,其用以解聯(lián)該市電電源1。同樣的,一第二電磁開關5接在該分布式電源2及負載3之間,其用以解聯(lián)該分布式電源2。其中第一電磁開關4與第二電磁開關5亦可為固態(tài)開關或其它開關。
請參照圖1A所示,其揭示本發(fā)明分布式電源系統(tǒng)的孤島運轉檢測方法的流程方塊圖。請參照圖1及圖1A所示,本發(fā)明孤島運轉檢測方法包含步驟將該市電電源1連接至該分布式電源2;控制該分布式電源2的電力轉換器21提供一基本波實功率至配電系統(tǒng),并將該電力轉換器21于接近且不等于該市電電源1的頻率下操作成虛擬阻抗的性能;當該市電電源1正常時,該分布式電源2透過該電力轉換器21提供一基本波實功率至配電系統(tǒng),該虛擬阻抗不產(chǎn)生作用;當該市電電源1故障時,該虛擬阻抗發(fā)生作用,供檢測發(fā)生孤島運轉現(xiàn)象。
圖2揭示本發(fā)明第一較佳實施例分布式電源系統(tǒng)的孤島運轉的檢測裝置的控制方塊圖。請參照圖1及圖2所示,一孤島運轉的檢測裝置6用以將該分布式電源2的電力轉換器21操作成一虛擬電感器,該虛擬電感器的操作頻率接近且略高于該市電電源1的操作頻率,以檢測孤島運轉現(xiàn)象。
請再參照圖2所示,該孤島運轉的檢測裝置6包含一電壓檢出器600、一第一帶通濾波器601、一乘法器602、一減法器603、一第二帶通濾波器604、一積分器605、一加法器606、一電流檢出器607、一減法器608、一電流控制器609及一驅動電路610。
請再參照圖1及圖2所示,該電力轉換器21采用電流控制模式,其參考信號包含-實功控制信號S1與一虛擬電感器控制信號S2。該實功控制信號S1用以決定該分布式電源2送出的實功量,該實功控制信號S1為一弦波信號,該實功控制信號S1必須與該市電電源1的電壓同頻率且同相位。首先,該負載電壓30由該電壓檢出器600檢出后,送至該第一帶通濾波器601,該第一帶通濾波器601的中心頻率為該市電電源1的基本波頻率,該第一帶通濾波器601的輸出為一弦波信號,其與該市電電源1的電壓同頻率且同相位。該乘法器602是將該第一帶通濾波器601的輸出與一振幅信號相乘,以得到該實功控制信號S1。該實功控制信號S1用以控制該分布式電源2產(chǎn)生的實功率,該振幅信號由該直流電能20產(chǎn)生的能量大小決定。
請再參照圖1及圖2所示,由于一電感器的電流信號與該電感器電壓的積分值成比例,如下式所示iL(t)=1L∫v(t)dt---(1)]]>因此,若該電力轉換器21產(chǎn)生一與該負載電壓30的積分值成比例的電流,則該電力轉換器21具有電感器的作用,然而它并非真正的電感器,所以稱的為虛擬電感器。因此該虛擬電感器控制信號S2將比例于該負載電壓30的積分值,該虛擬電感器控制信號S2用以將該電力轉換器21在頻率接近且不等于該市電電源1的頻率時操作成一虛擬電感器,以檢測孤島運轉現(xiàn)象。該電壓檢出器600檢出的該負載電壓30與該第一帶通濾波器601的輸出送至該減法器603相減,該減法器603的輸出為該負載電壓30的非市電電源頻率成份。將該減法器603的相減結果送至該第二通濾波器604,該第二帶通濾波器604的中心頻率接近但不等于該市電電源1的操作頻率。該第二帶通濾波器604的輸出送至該積分器605,該積分器605的輸出為該虛擬電感器控制信號S2。
請再參照圖2所示,最后將該實功控制信號S1與該虛擬電感器控制信號S2送至該加法器606相加,以得到該電力轉換器21的參考信號。該電力轉換器21的輸出電流經(jīng)該電流檢出器607檢出,接著將該加法器606與電流檢出器607的輸出送至該減法器608,接著將該減法器608的輸出送至該電流控制器609,最后將該電流控制器609的輸出再送至該驅動電路610產(chǎn)生該電力轉換器21的電力電子開關組件的驅動信號。
請再參照圖1及圖2所示,當該市電電源1正常時,由于該市電電源1非常強健,而該負載3直接由該市電電源1進行供電,所以該負載電壓30的頻率變動非常小,且只含少量諧波成份,所以該減法器603及該第二帶通濾波器604的輸出幾乎為零,因此該虛擬電感器控制信號S2亦幾乎為零。此時,該參考信號主要由該實功控制信號S1組成,意即,當該市電電源1正常時,該分布式電源2只送出與該市電電源1的操作頻率相同且與該市電電源1電壓同相位的弦波電流,由于該虛擬電感器控制信號S2幾乎為零,所以當該市電電源1正常時,該分布式電源2的輸出電流的總諧波失真非常小。
請再參照圖1及圖2所示,反之,當市電電源1故障時,由于該負載電壓30的電壓建立必須依靠該分布式電源2,該市電電源1故障瞬間將產(chǎn)生一瞬時變化,使得該第二帶通濾波器604的輸出變大,該虛擬電感器控制信號S2亦隨之變大,由于該積分器605的作用,由電路基本理論可得知電感的電流為電壓的積分,因此,該虛擬電感控制信號S2即令該電力轉換器21產(chǎn)生一正比于該負載電壓30中非市電電源1的基本波頻率成份積分的電流量,所以該電力轉換器21即操作成一虛擬電感器器并聯(lián)于該負載3,使負載的總電感值下降,而使得負載的自然振蕩頻率上升,因此會將該負載電壓30的頻率往上提升,使得該第二帶通濾波器604的輸出及該虛擬電感器控制信號S2持續(xù)放大,該電力轉換器21操作的電感作用再被放大,經(jīng)過此過程該負載電壓30的頻率即被朝接近該第二帶通濾波器604的中心頻率附近,此時負載電壓的振幅亦產(chǎn)生大幅度變化,因此,藉由該負載電壓30的頻率及振幅的變動即可正確而快速地檢測出孤島運轉現(xiàn)象,進而切離該市電電源1。本發(fā)明能藉由該負載電壓30的頻率及振幅的變動即可正確而快速地檢測出孤島運轉現(xiàn)象,并切離該市電電源1。
圖3揭示本發(fā)明第二較佳實施例分布式電源系統(tǒng)的孤島運轉的檢測裝置的控制方塊圖。請參照圖1及圖4所示,一孤島運轉的檢測裝置7用以將該分布式電源2的電力轉換器21操作成一虛擬電容器,該虛擬電容器的操作頻率接近且略低于該市電電源1的操作頻率,以檢測孤島運轉的現(xiàn)象。
請再參照圖3所示,該孤島運轉的檢測裝置7包含一電壓檢出器700、一第一帶通濾波器701、一乘法器702、一減法器703、一第二帶通濾波器704、一微分器705、一加法器706、一電流檢出器707、一減法器708、一電流控制器709及一驅動電路710。
請再參照圖1及圖3所示,該電力轉換器21采用電流控制模式,其參考信號包含-實功控制信號S1與一虛擬電容器控制信號S2。該實功控制信號S1用以決定該分布式電源2送出的實功量,該實功控制信號S1屬一弦波信號,該弦波信號必須與該市電電源1的電壓同頻率且同相位。首先,該負載電壓30由該電壓檢出器700檢出后,送至該第一帶通濾波器701,該第一帶通濾波器701的中心頻率為該市電電源1的基本波頻率,該第一帶通濾波器701輸出為一弦波信號,其與該市電電源1的電壓同頻率且同相位。該乘法器702是將該第一帶通濾波器701的輸出與一振幅信號相乘,以得到該實功控制信號S1。該實功控制信號S1用以控制該分布式電源2產(chǎn)生的實功率,該振幅信號由該直流電能20產(chǎn)生的能量大小決定。
請再參照圖1及圖3所示,由于一電容器的電流信號與該電容器電壓的微分值成比例,如下式所示ic(t)Cdv(t)dt---(2)]]>因此,若該電力轉換器21能產(chǎn)生一與該負載電壓30的微分值成比例的電流,則該電力轉換器21具有電容器的作用,然而它并非真正的電容器,所以稱之為虛擬電容器。因此該虛擬電容器控制信號S2將比例于該負載電壓30的微分值,該虛擬電容器控制信號S2用以將該電力轉換器21在頻率接近且不等于該市電電源1的頻率時操作成一虛擬電容器,以檢測孤島運轉現(xiàn)象。該電壓檢出器700檢出的該負載電壓30與該第一帶通濾波器701的輸出送至該減法器703相減,該減法器703的輸出為該負載電壓30的非市電電源頻率成份。將該減法器703的相減結果送至該第二通濾波器704,該第二帶通濾波器704的中心頻率接近且不等于該市電電源1的操作頻率。該第二帶通濾波器704的輸出送至該微分器705,該微分器705的輸出為該虛擬電容器控制信號S2。
請再參照圖3所示,最后將該實功控制信號S1與該虛擬電容器控制信號S2送至該加法器706相加,以得到該電力轉換器21的參考信號。該電力轉換器21的輸出電流經(jīng)該電流檢出器707檢出,接著將該加法器706與電流檢出器707的輸出送至該減法器708,接著將該減法器708的輸出送至該電流控制器709,最后將該電流控制器709的輸出再送至該驅動電路710產(chǎn)生該電力轉換器21的電力電子開關組件的驅動信號。
請再參照圖1及圖3所示,當該市電電源1正常時,由于該市電電源1非常強健,而該負載3直接由該市電電源1進行供電,所以該負載電壓30的頻率變動非常小,且只含少量諧波成份,所以該減法器703及第二帶通濾波器704的輸出幾乎為零,因此該虛擬電容器控制信號S2亦幾乎為零。此時,該參考信號主要由該實功控制信號S1組成。即,當該市電電源1正常時,該分布式電源2只送出與該市電電源1的操作頻率相同且與該市電電源1電壓同相位的弦波電流,由于該虛擬電容器控制信號S2幾乎為零,所以當該市電電源1正常時該分布式電源2的輸出電流的總諧波失真非常小。
請再參照圖1及圖3所示,反之,當市電電源1故障時,由于該負載電壓30的電壓建立必須依靠該分布式電源2,該市電電源1故障瞬間將產(chǎn)生一瞬時變化,使得該第二帶通濾波器704的輸出變大,該虛擬電容器控制信號S2亦隨之變大,由于該微分器705的作用,由電路基本理論可得知電容的電流為電壓的微分,因此,該虛擬電容器控制信號S2即令該電力轉換器21產(chǎn)生一正比于該負載電壓30中非市電電源1基本波頻率成份微分的電流量,所以該電力轉換器21即操作成一虛擬電容器并聯(lián)于該負載3,使負載的總電容值增加,而使得負載的自然振蕩頻率下降,因此會將該負載電壓30的頻率往下降,使得該第二帶通濾波器704的輸出及該虛擬電容器控制信號S2持續(xù)放大,該電力轉換器21操作的電容器作用再被放大,經(jīng)過此過程該負載電壓30的頻率即被朝接近該第二帶通濾波器704的中心頻率附近,此時該負載電壓30的振幅亦產(chǎn)生大幅度變化。本發(fā)明藉由該負載電壓30的頻率及振幅的變動即可正確而快速地檢測出孤島運轉現(xiàn)象,并切離該市電電源1。
權利要求
1.一種分布式電源系統(tǒng)的孤島運轉檢測方法,其包含步驟將一市電電源連接至一分布式電源,且該分布式電源具有一直流電源并設有一電力轉換器,以便與該市電電源互聯(lián),控制該分布式電源的電力轉換器提供一基本波實功率至配電系統(tǒng),并將該電力轉換器于接近該市電電源的頻率下操作成一虛擬阻抗的性能;當該市電電源正常時,該虛擬阻抗不產(chǎn)生作用,該分布式電源將產(chǎn)生一與該市電電源同步且低諧波失真的輸出電流,該負載電壓的振幅及頻率與該市電電源相同,因而不產(chǎn)生明顯的變動,如此能確定未發(fā)生孤島運轉現(xiàn)象;及當該市電電源故障時,由該分布式電源單獨供電,因而使該虛擬阻抗發(fā)生作用,這將造成該負載電壓的振幅或頻率產(chǎn)生明顯的變動,如此能實時檢測是否發(fā)生孤島運轉現(xiàn)象,并決定將該市電電源與分布式電源立即解聯(lián)。
2.根據(jù)權利要求1所述的分布式電源系統(tǒng)的孤島運轉檢測方法,其中該電力轉換器采用電流控制模式。
3.根據(jù)權利要求1所述的分布式電源系統(tǒng)的孤島運轉檢測方法,其中該電力轉換器的輸出電流由一參考信號決定。
4.根據(jù)權利要求3所述的分布式電源系統(tǒng)的孤島運轉檢測方法,其中該參考信號是由一實功控制信號及一虛擬阻抗控制信號組成。
5.根據(jù)權利要求4所述的分布式電源系統(tǒng)的孤島運轉檢測方法,該實功控制信號屬一正弦信號,其與該市電電源的電壓同相位且同頻率。
6.根據(jù)權利要求4所述的分布式電源系統(tǒng)的孤島運轉檢測方法,該虛擬阻抗控制信號屬一比例于該負載電壓成份中接近且不等于該市電電源頻率的成份的微分或積分。
7.根據(jù)權利要求1所述的分布式電源系統(tǒng)的孤島運轉檢測方法,其中當該市電電源正常時,該虛擬阻抗控制信號將趨于零,該參考信號只存在該實功控制信號;利用一電力轉換器的控制使該分布式電源可送回一弦波電流,該弦波電流與該市電電源的電壓同相位且同頻率。
8.根據(jù)權利要求1所述的分布式電源系統(tǒng)的孤島運轉檢測方法,其中當該市電電源故障時,該虛擬阻抗控制信號不為零,因此電力轉換器將操作成一虛擬阻抗,這將使該負載電壓的頻率移動至該虛擬阻抗的操作頻率,或使該負載電壓的振幅產(chǎn)生明顯的變動。
9.一種分布式電源系統(tǒng)的孤島運轉的檢測裝置,其包含一電壓檢出器,其用以檢出一負載電壓;一第一帶通濾波器,其中心頻率為市電電源頻率,該負載電壓經(jīng)該第一帶通濾波器用于產(chǎn)生一弦波信號;一乘法器,其連接至該第一帶通濾波器,以便該第一帶通濾波器的弦波信號送至該乘法器;一振幅信號,其送至該乘法器,利用該乘法器將該第一帶通濾波器的弦波信號及振幅信號相乘而產(chǎn)生一實功控制信號;一減法器,其用以將該檢出負載電壓與該第一帶通濾波器輸出相減,以取得該負載電壓中非市電電源頻率的成份;一第二帶通濾波器,其連接至該減法器,且其中心頻率接近且不等于該市電電源頻率;一微分器,其利用該第二帶通濾波器的輸出產(chǎn)生一虛擬電容控制信號;一加法器,其用以將該實功控制信號及該虛擬電容器控制信號相加,以獲得一參考信號;一電流檢出器,其用以檢出一分布式電源系統(tǒng)的輸出電流;一電流控制器,其輸入該分布式電源系統(tǒng)的輸出電流與該參考信號作控制以產(chǎn)生一控制信號;及一驅動電路,將該控制信號經(jīng)該驅動電路產(chǎn)生一驅動信號控制該電力轉換器;當一市電電源正常時,該虛擬電容器控制信號為零;一旦該市電電源故障時,該虛擬電容器控制信號變大,因而造成該負載電壓的振幅或頻率產(chǎn)生明顯的變動,以便于檢測孤島運轉現(xiàn)象。
10.根據(jù)權利要求9所述的分布式電源系統(tǒng)的孤島運轉的檢測裝置,其中當該市電電源正常時,該虛擬阻抗控制信號趨于零,而只存在該實功控制信號;利用該電力轉換器控制該分布式電源可送出一弦波電流,其與該市電電源的電壓同相位且同頻率。
11.一種分布式電源系統(tǒng)的孤島運轉的檢測裝置,其包含一電壓檢出器,其用以檢出一負載電壓;一第一帶通濾波器,其中心頻率為市電電源頻率,該負載電壓經(jīng)該第一帶通濾波器用于產(chǎn)生一弦波信號;一乘法器,其連接至該第一帶通濾波器,以便該第一帶通濾波器的弦波信號送至該乘法器;一振幅信號,其送至該乘法器,利用該乘法器將該第一帶通濾波器的弦波信號及振幅信號相乘而產(chǎn)生一實功控制信號;一減法器,其用以將該檢出負載電壓與該第一帶通濾波器輸出相減,以取得該負載電壓中非市電電源頻率的成份;一第二帶通濾波器,其連接至該減法器,且其中心頻率接近且不等于該市電電源頻率;一積分器,其利用該第二帶通濾波器的輸出產(chǎn)生一虛擬電感器控制信號;一加法器,其用以將該實功控制信號及該虛擬電感器控制信號相加,以獲得一參考信號;一電流檢出器,其用以檢出一分布式電源系統(tǒng)的輸出電流;一電流控制器,其輸入該分布式電源系統(tǒng)的輸出電流與該參考信號作控制以產(chǎn)生一控制信號;及一驅動電路,將該控制信號經(jīng)該驅動電路產(chǎn)生一驅動信號控制該電力轉換器;當一市電電源正常時,該虛擬電感器控制信號為零;一旦該市電電源故障時,該虛擬電感器控制信號變大,因而造成該負載電壓的振幅或頻率產(chǎn)生明顯的變動,以便于檢測孤島運轉現(xiàn)象。
12.根據(jù)權利要求10所述的分布式電源系統(tǒng)的孤島運轉的檢測裝置,其中當該市電電源正常時,該虛擬阻抗控制信號趨于零,而只存在該實功控制信號;利用該電力轉換器控制該分布式電源可送出一弦波電流,其與該市電電源的電壓同相位且同頻率。
全文摘要
一種分布式電源系統(tǒng)孤島運轉的檢測裝置及其方法,此方法是將一分布式電源的一電力轉換器操作成一虛擬電容器或一虛擬電感器,該虛擬電容器或虛擬電感器的操作頻率接近且略低或略高于一市電電源的操作頻率;當市電電源故障時,由該分布式電源單獨供電,而該虛擬電容器或虛擬電感器發(fā)生作用,因而造成一負載電壓的振幅及頻率產(chǎn)生明顯的變動,如此能立即檢測出孤島運轉現(xiàn)象的發(fā)生。
文檔編號G01R31/42GK101059555SQ20061007227
公開日2007年10月24日 申請日期2006年4月17日 優(yōu)先權日2006年4月17日
發(fā)明者周宏亮, 蔣文榮, 吳晉昌, 馮雅聰 申請人:盈正豫順電子股份有限公司