專利名稱：一種孤島檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電子領(lǐng)域，尤其涉及一種光伏并網(wǎng)逆變器的孤島檢測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在我國(guó)，電能緊缺已經(jīng)是ー個(gè)非常嚴(yán)峻的問(wèn)題，光伏并網(wǎng)發(fā)電有望在未來(lái)緩解這一緊張的局面。當(dāng)越來(lái)越多的光伏發(fā)電系統(tǒng)并接到電網(wǎng)上時(shí)，就帶來(lái)了電網(wǎng)保護(hù)的新現(xiàn)象——孤島現(xiàn)象。所謂孤島現(xiàn)象，是指當(dāng)電カ公司因故障或停電維修而停止供電時(shí)，用戶端的并網(wǎng)逆變器仍處于工作狀態(tài)，使得并網(wǎng)逆變器和周圍的負(fù)載形成的一個(gè)電カ公司無(wú)法控制的自供電網(wǎng)絡(luò)。光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)處于孤島運(yùn)行狀態(tài)時(shí)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果(I)電網(wǎng)無(wú)法控制孤島中的電壓和頻率，若電壓和頻率超出允許的范圍，可能會(huì)對(duì)用戶的設(shè)備造成損壞；(2)若負(fù)載容量大于光伏發(fā)電系統(tǒng)容量，光伏發(fā)電系統(tǒng)過(guò)載運(yùn)行，易被燒毀；(3)與光伏發(fā)電系統(tǒng)相連的線路仍然帶電，對(duì)檢修人員造成危險(xiǎn)，降低電網(wǎng)的安全性；(4)對(duì)孤島進(jìn)行重合閘操作會(huì)導(dǎo)致該線路再次跳閘，還有可能損壞光伏發(fā)電系統(tǒng)和其它設(shè)備?？梢?jiàn)，研究孤島檢測(cè)方法及保護(hù)措施，將孤島產(chǎn)生的危害降至最低具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。以光伏逆變器為代表的各種并網(wǎng)逆變器通常要求具備孤島檢測(cè)功能。被動(dòng)式的孤島檢測(cè)方法存在較大孤島檢測(cè)盲區(qū)，主動(dòng)檢測(cè)法提高了孤島檢測(cè)的可靠性，但其在并網(wǎng)逆變器的輸出中施加了擾動(dòng)，影響了并網(wǎng)電能質(zhì)量。在光伏電源的孤島檢測(cè)中，單純的被動(dòng)式檢測(cè)方法容易漏檢，因此常采用主動(dòng)與被動(dòng)相結(jié)合的方法，一方面主動(dòng)對(duì)逆變器輸出施加擾動(dòng)，另一方面，隨時(shí)檢測(cè)公共點(diǎn)的電壓、頻率、諧波等的變化，從而判斷電網(wǎng)的存在情況。既能廣泛適用于各種負(fù)載，又盡量減少對(duì)電網(wǎng)的不良影響，是對(duì)并網(wǎng)光伏系統(tǒng)孤島檢測(cè)技術(shù)的基本要求。因此，對(duì)現(xiàn)有技術(shù)應(yīng)當(dāng)進(jìn)
ー步改進(jìn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供ー種孤島檢測(cè)系統(tǒng)，以克服目前現(xiàn)有技術(shù)檢測(cè)電網(wǎng)孤島效果差、檢測(cè)時(shí)對(duì)電網(wǎng)干擾大的問(wèn)題。本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)ー種孤島檢測(cè)系統(tǒng)，包括霍爾傳感器，所述霍爾傳感器與濾波電路串聯(lián)，濾波電路與調(diào)理電路串聯(lián)，調(diào)理電路連接有CPU處理器，CPU處理器連接有GPIO(通用輸入輸出端ロ)控制模塊和EPWM (增強(qiáng)型脈寬調(diào)制器)控制模塊；CPU處理器上設(shè)有包括ECAP (電子線路分析程序)模塊和AD采樣模塊，所述CPU處理器通過(guò)ECAP模塊和AD采樣模塊分別與EPWM控制模塊和GPIO控制模塊連接。[0013]本實(shí)用新型的有益效果為安裝方便，安裝時(shí)不需對(duì)現(xiàn)有電網(wǎng)進(jìn)行改動(dòng)，直接連接到點(diǎn)網(wǎng)上就可以使用；檢測(cè)效率高、干擾小，不僅可以有效的檢測(cè)到電網(wǎng)孤島，且檢測(cè)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的干擾小，不影響電網(wǎng)的正常使用。

下面根據(jù)附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)ー步詳細(xì)說(shuō)明。圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例所述的ー種孤島檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例所述的ー種孤島檢測(cè)系統(tǒng)的使用狀態(tài)框圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例所述的ー種孤島檢測(cè)系統(tǒng)的主動(dòng)頻移檢測(cè)電壓電流數(shù)據(jù)圖；圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例所述的ー種孤島檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)數(shù)據(jù)圖。圖中1、霍爾傳感器；2、濾波電路；3、調(diào)理電路；4、CPU處理器；5、ECAP模塊；6、AD采樣模塊；7、GPIO控制模塊；8、EPWM控制模塊。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例所述的ー種孤島檢測(cè)系統(tǒng)，包括霍爾傳感器1，所述霍爾傳感器I與濾波電路2串聯(lián)，濾波電路2與調(diào)理電路3串聯(lián)，調(diào)理電路3連接有CPU處理器4，CPU處理器4連接有GPIO控制模塊7和EPWM控制模塊8 ；CPU處理器4上設(shè)有ECAP模塊5和AD采樣模塊6，所述CPU處理器4通過(guò)ECAP模塊5和AD采樣模塊6分別與EPWM控制模塊8和GPIO控制模塊7連接。如圖2所示，H橋由四個(gè)開(kāi)關(guān)管構(gòu)成，主要完成全橋逆變，調(diào)制方式采用單極性調(diào)制方式。SI開(kāi)關(guān)連接了逆變器和電網(wǎng)之間，當(dāng)孤島現(xiàn)象發(fā)生時(shí)及時(shí)的與電網(wǎng)切斷。RLC是逆變器需要帶的負(fù)載，調(diào)節(jié)RLC的值可以完全匹配掉逆變器的有功和無(wú)功，并且調(diào)節(jié)品質(zhì)因數(shù)到預(yù)期的數(shù)值?；魻杺鞲衅鱅采集電網(wǎng)的電壓信號(hào)，并通過(guò)電磁信號(hào)的轉(zhuǎn)換，把交流220伏變換到弱信號(hào)?；魻杺鞲衅鱅輸出的信號(hào)會(huì)有些雜波，需要經(jīng)過(guò)濾波電路2，這樣采集到的信號(hào)才會(huì)是比較圓滑的正弦波。調(diào)理電路3把正弦波信號(hào)的伏值調(diào)整到CPU處理器4可以識(shí)別的范圍內(nèi)。同時(shí)把正弦波轉(zhuǎn)化成與正弦波同頻的方波和正弦波兩種波形。CPU處理器4的ECAP模塊5接收到方波信號(hào)后可以很精確的計(jì)算出方波的頻率，也就是正弦波的頻率。從而可以知道此時(shí)逆變器輸出交流信號(hào)的頻率，根據(jù)此頻率進(jìn)行判斷并作出處理。CPU處理器4的AD采樣模塊6接收到正弦波信號(hào)，一方面可以知道電網(wǎng)的伏值，另一方面判斷電網(wǎng)的頻率。根據(jù)電網(wǎng)的伏值和頻率可以判斷是否發(fā)生了孤島現(xiàn)象。CPU處理器4根據(jù)采集到的電網(wǎng)電壓的伏值和頻率來(lái)判斷是否發(fā)生孤島現(xiàn)象，一旦發(fā)現(xiàn)孤島現(xiàn)象，立即進(jìn)行相應(yīng)的處理，停止發(fā)送PWM波到EPWM控制模塊8，EPWM控制模塊8進(jìn)而斷開(kāi)并網(wǎng)開(kāi)關(guān)。本系統(tǒng)采用被動(dòng)孤島和主動(dòng)孤島相結(jié)合的檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè)。被動(dòng)孤島采用過(guò)/欠壓ー過(guò)/欠頻方法，此方法檢測(cè)簡(jiǎn)単，對(duì)逆變器的輸出無(wú)影響，但是它存在較大的檢測(cè)盲區(qū)；主動(dòng)孤島采用頻率擾動(dòng)的方法， 此方法是通過(guò)頻率擾動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，増加的頻率擾動(dòng)勢(shì)必會(huì)給逆變器輸出帶來(lái)電能質(zhì)量的下降。光伏逆變器的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求為在2s內(nèi)檢測(cè)出孤島并作保護(hù)。綜合標(biāo)準(zhǔn)的要求和電能質(zhì)量的情況兩方面，采用在2秒內(nèi)前1. 8 (tl)秒采用被動(dòng)孤島和無(wú)初始截?cái)嘞禂?shù)的帶正反饋的主動(dòng)頻移檢測(cè)式孤島檢測(cè)方式，后0. 2 (t2)秒采用帶正反饋的主動(dòng)頻移檢測(cè)式孤島檢測(cè)方式。較為常用的帶正反饋的主動(dòng)頻移法的公式是如式(I)所示
權(quán)利要求1.一種孤島檢測(cè)系統(tǒng)，包括霍爾傳感器(I)，其特征在于所述霍爾傳感器(I)與濾波電路(2)串聯(lián)，濾波電路(2)與調(diào)理電路(3)串聯(lián)，調(diào)理電路(3)串聯(lián)有CPU處理器(4)，CPU 處理器(4)連接有GPIO控制模塊(7)和EPWM控制模塊(8);CPU處理器(4)上設(shè)有ECAP模塊(5)和AD采樣模塊(6)，CPU處理器(4)通過(guò)ECAP模塊(5)和AD采樣模塊(6)分別與 EPWM控制模塊(8 )和GPIO控制模塊(7 )連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種孤島檢測(cè)系統(tǒng)，包括霍爾傳感器，所述霍爾傳感器與濾波電路串聯(lián)，濾波電路與調(diào)理電路串聯(lián)，調(diào)理電路連接有CPU處理器，CPU處理器連接有GPIO控制模塊和EPWM控制模塊；CPU處理器上設(shè)有ECAP模塊和AD采樣模塊，所述CPU處理器通過(guò)ECAP模塊和AD采樣模塊分別與EPWM控制模塊和GPIO控制模塊連接。本實(shí)用新型的有益效果為安裝方便，安裝時(shí)不需對(duì)現(xiàn)有電網(wǎng)進(jìn)行改動(dòng)，直接連接到點(diǎn)網(wǎng)上就可以使用；檢測(cè)效率高、干擾小，不僅可以有效的檢測(cè)到電網(wǎng)孤島，且檢測(cè)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的干擾小，不影響電網(wǎng)的正常使用。
文檔編號(hào)G01R31/00GK202870202SQ20122049855
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月27日
發(fā)明者張穎 申請(qǐng)人:北京京儀綠能電力系統(tǒng)工程有限公司