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基于定阻抗負荷模擬的防孤島保護測試電路及方法_2

文檔序號:8486774閱讀:來源:國知局
量信息上發(fā)至測試電路外的一上位機;步驟S6:監(jiān)控單元預先設定一設定時間,在設定時間內若檢測到并網(wǎng)光伏逆變器輸出的有功功率下降至零,監(jiān)控單元發(fā)出指令封鎖負荷模擬單元的導流器件,由上位機保存測試結果,轉至步驟S7 ;,若超過設定時間且并網(wǎng)光伏逆變器輸出的有功功率還未下降至零,監(jiān)控單元發(fā)出指令終止測試過程,調節(jié)LC,使得LC消耗的無功功率每次變化±2%,返回步驟S4 ;步驟S7:對測試結果進行分析,判斷并網(wǎng)光伏逆變器的防孤島保護是否滿足要求。本發(fā)明的流程圖參見圖4。
[0021]進一步的,步驟S3還包括以下具體步驟:步驟S31:根據(jù)全橋式AC-DC整流電路輸入端的電壓的有效值E和被測試的并網(wǎng)光伏逆變器輸出的有功功率Pp和無功功率P ,,計算模擬電阻值R:R=E2/Pp,如果無功功率P,為正,計算無功電感值IvL q= Ε2/ωΡρ,否則為Lq=0,如果無功功率Pq為負,計算無功電容值C Pp /ωΕ2,否則為Cq=O ;步驟S32:根據(jù)測試時的電壓頻率ω、品質因數(shù)的設定值Q、模擬電阻值R及無功電感值L,,計算模擬電感值L:L= Lq+R/ ω Q ;步驟S33:根據(jù)全橋式AC-DC整流電路輸入端的電壓的有效值E、被測試的并網(wǎng)光伏逆變器輸出的有功功率Pp、品質因數(shù)的設定值Q及測試時的電壓頻率ω,如果Pq為正,計算模擬電容值C:C= Q /oR - Pp /ωΕ2+ Cq;步驟S34:根據(jù)計算得到的模擬電阻值R、電感值L、電容值C以及全橋式AC-DC整流電路輸入端的電壓e,建立并聯(lián)RLC電路的等式方程:iK= e2/R,e= LdiL/dt, ic=Cde/dt ;步驟S35:離散化步驟S34中等式方程,得到iK—n+i= en2/R,iLn+1= 2 31 en/N ω L+iL—n,iCn+1= NoC (en- ej / 2 π,式中 N 為全橋式 AC-DC 整流電路輸入端的電壓的每個周波的采樣點數(shù);步驟S36:選取全橋式AC-DC整流電路輸入端的輸入電流的參考值:iMV—ref= iE_n+1+ iL_n+1+ ic—n+1;步驟S37:全橋式AC-DC整流電路的輸入電流控制環(huán)節(jié)采用比例諧振和電壓反饋補償,實現(xiàn)對μ的精確跟蹤,精確模擬并聯(lián)RLC定阻抗負荷的負荷特性;步驟S38:穩(wěn)定全橋式DC-AC逆變電路直流側電壓,控制回饋端的輸出電流,將并網(wǎng)光伏逆變器輸出的有功功率以單位功率因數(shù)回饋至配電網(wǎng)。本領域技術人員通過步驟S35、S36看出通過上一采樣點的電流、電壓值以及采樣周期,即可推算出下一時刻的電流參考值。
[0022]以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式,其描述較為具體和詳細,但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是,對于本領域的普通技術人員來說,在不脫離本發(fā)明構思的前提下,還可以做出若干變形和改進,這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此,本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
【主權項】
1.基于定阻抗負荷模擬的防孤島保護測試電路,其特征在于:包括定阻抗負荷模擬單元、監(jiān)控單元及測量單元; 所述測量單元的第一輸入端接并網(wǎng)光伏逆變器的輸出;所述測量單元的第二輸入端接所述監(jiān)控單元的第一輸出端;所述測量單元的第一輸出端接所述定阻抗負荷模擬單元; 所述定阻抗負荷模擬單元的第一輸出接配電網(wǎng);所述定阻抗負荷模擬單元的第二輸出接監(jiān)控單元第二輸入端; 所述旁路開關并聯(lián)于定阻抗負荷模擬單元的輸入端和第一輸出端之間; 所述監(jiān)控單元的第二輸出端接所述旁路開關的一輸入。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于定阻抗負荷模擬的防孤島保護測試電路,其特征在于:所述定阻抗負荷模擬單元為一基于IGBT的三相獨立全橋式AC-DC-AC換流器,包括全橋式AC-DC整流電路及全橋式DC-AC逆變電路;所述AC-DC整流電路用于測試并網(wǎng)光伏逆變器防孤島保護的并聯(lián)RLC負荷的負荷特性;所述全橋式DC-AC逆變電路將輸入端吸收的有功功率以單位功率因數(shù)饋送至配電網(wǎng)。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于定阻抗負荷模擬的防孤島保護測試電路,其特征在于:還包括一上位機接口,所述監(jiān)控單元的第三輸入端與所述上位機接口連接。
4.基于權利要求1所述的基于定阻抗負荷模擬的防孤島保護防孤島保護測試電路的測試方法,其特征在于:包括以下步驟: 步驟S1:監(jiān)控單元下發(fā)指令閉合旁路開關,啟動并網(wǎng)光伏逆變器; 步驟S2:待監(jiān)控單元檢測到并網(wǎng)光伏逆變器輸出的有功功率平穩(wěn)后,監(jiān)控單元發(fā)出測試指令; 步驟S3:由監(jiān)控單元計算并聯(lián)RLC負荷的模擬電阻值R、電感值L、電容值C,并使得RLC消耗的無功功率等于并網(wǎng)光伏逆變器輸出的無功功率,RLC消耗的有功功率等于被測光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出的有功功率,將RLC諧振電路的品質因數(shù)設為1±0.2 ; 步驟S4:將步驟S3計算結果下發(fā)至定阻抗負荷模擬單元,當并網(wǎng)光伏逆變器輸出的有功功率通過負荷模擬單元饋送配電網(wǎng)且流過旁路開關的基波電流小于并網(wǎng)光伏逆變器輸出電流的5%時,監(jiān)控單元發(fā)出指令斷開旁路開關; 步驟S5:在旁路開關被斷開后,進行防孤島保護測試,監(jiān)控單元開始記錄測試過程,同時將電氣量信息上發(fā)至測試電路外的一上位機; 步驟S6:監(jiān)控單元預先設定一設定時間,在設定時間內若檢測到并網(wǎng)光伏逆變器輸出的有功功率下降至零,監(jiān)控單元發(fā)出指令封鎖負荷模擬單元的導流器件,由上位機保存測試結果,轉至步驟S7 ;若超過設定時間且并網(wǎng)光伏逆變器輸出的有功功率還未下降至零,監(jiān)控單元發(fā)出指令終止測試過程,調節(jié)LC,使得LC消耗的無功功率每次變化±2%,返回步驟S4 ; 步驟S7:對測試結果進行分析,判斷并網(wǎng)光伏逆變器的防孤島保護是否滿足要求。
5.根據(jù)權利要求4所述的基于定阻抗負荷模擬的防孤島保護測試方法,其特征在于:步驟S3還包括以下具體步驟: 步驟S31:根據(jù)全橋式AC-DC整流電路輸入端的電壓的有效值E和被測試的并網(wǎng)光伏逆變器輸出的有功功率Pp和無功功率P ,,計算模擬電阻值R:R=E2/Pp,如果無功功率Pq為正,計算無功電感值IvL q= E2/ ω Pp,否則為Lq=O,如果無功功率P,為負,計算無功電容值Cq:Cq= Pp /ωE2,否則為 Cq=O ; 步驟S32:根據(jù)測試時的電壓頻率ω、品質因數(shù)的設定值Q、模擬電阻值R及無功電感值L,,計算模擬電感值L:L= Lq+R/ ω Q ; 步驟S33:根據(jù)全橋式AC-DC整流電路輸入端的電壓的有效值E、被測試的并網(wǎng)光伏逆變器輸出的有功功率Pp、品質因數(shù)的設定值Q及測試時的電壓頻率ω,如果Pq為正,計算模擬電容值 C:C= Q /oR - Pp /ωΕ2+ Cq; 步驟S34:根據(jù)計算得到的模擬電阻值R、電感值L、電容值C以及全橋式AC-DC整流電路輸入端的電壓e,建立并聯(lián)RLC電路的等式方程:iK= e2/R,e= LdiL/dt, ic=Cde/dt ;步驟 S35:離散化步驟 S34 中等式方程,得到 iK—n+1= en2/R,iL n+1= 2 Ji en/N? L+iL n, ic_n+1= NoC(en- en_i)/ 2 π,式中N為全橋式AC-DC整流電路輸入端的電壓的每個周波的采樣點數(shù); 步驟S36:選取全橋式AC-DC整流電路輸入端的輸入電流的參考值:1cov—ref= iE n+1+ iL_+ 1.n+1 丄G_n+1, 步驟S37:全橋式AC-DC整流電路的輸入電流控制環(huán)節(jié)采用比例諧振和電壓反饋補償,實現(xiàn)對iMV 的精確跟蹤,精確模擬并聯(lián)RLC定阻抗負荷的負荷特性; 步驟S38:穩(wěn)定全橋式DC-AC逆變電路直流側電壓,控制回饋端的輸出電流,將并網(wǎng)光伏逆變器輸出的有功功率以單位功率因數(shù)回饋至配電網(wǎng)。
【專利摘要】本發(fā)明的目的提供一種基于定阻抗負荷模擬的防孤島保護測試電路,該電路包括定阻抗負荷模擬單元、監(jiān)控單元、測量單元;所述測量單元的輸入端接并網(wǎng)光伏逆變器的輸出端;所述測量單元的第一輸出端接0.4kV配電網(wǎng);旁路開關并聯(lián)于定阻抗負荷模擬單元的輸入端和第一輸出端之間;所述監(jiān)控單元的第一輸入端接測量單元的第二輸出;所述監(jiān)控單元的第二輸入端接定阻抗負荷模擬單元的輸出端;所述監(jiān)控單元的第三輸入端接旁路開關的第二輸出端。定阻抗負荷模擬單元精確模擬并聯(lián)RLC負荷的負荷特性,將并網(wǎng)光伏逆變器輸出的有功功率以單位功率因數(shù)饋送至配電網(wǎng),確保在測試過程中觸發(fā)的是并網(wǎng)光伏逆變器的防孤島保護,無明顯發(fā)熱以及裝置緊湊等優(yōu)點。
【IPC分類】G01R31-00
【公開號】CN104808093
【申請?zhí)枴緾N201510242085
【發(fā)明人】范元亮, 陳彬, 鄭高
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)福建省電力有限公司, 國網(wǎng)福建省電力有限公司電力科學研究院
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年5月13日
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