量信息上發(fā)至測試電路外的一上位機(jī)；步驟S6:監(jiān)控單元預(yù)先設(shè)定一設(shè)定時(shí)間，在設(shè)定時(shí)間內(nèi)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(fù)荷模擬單元的導(dǎo)流器件，由上位機(jī)保存測試結(jié)果，轉(zhuǎn)至步驟S7 ;，若超過設(shè)定時(shí)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(diào)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(jié)果進(jìn)行分析，判斷并網(wǎng)光伏逆變器的防孤島保護(hù)是否滿足要求。本發(fā)明的流程圖參見圖4。
[0021]進(jìn)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(jì)算模擬電阻值R:R=E2/Pp，如果無功功率P,為正，計(jì)算無功電感值IvL q= Ε2/ωΡρ，否則為Lq=0，如果無功功率Pq為負(fù)，計(jì)算無功電容值C Pp /ωΕ2，否則為Cq=O ;步驟S32:根據(jù)測試時(shí)的電壓頻率ω、品質(zhì)因數(shù)的設(shè)定值Q、模擬電阻值R及無功電感值L,，計(jì)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(zhì)因數(shù)的設(shè)定值Q及測試時(shí)的電壓頻率ω，如果Pq為正，計(jì)算模擬電容值C:C= Q /oR - Pp /ωΕ2+ Cq;步驟S34:根據(jù)計(jì)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(gè)周波的采樣點(diǎn)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(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)對μ的精確跟蹤，精確模擬并聯(lián)RLC定阻抗負(fù)荷的負(fù)荷特性；步驟S38:穩(wěn)定全橋式DC-AC逆變電路直流側(cè)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(lǐng)域技術(shù)人員通過步驟S35、S36看出通過上一采樣點(diǎn)的電流、電壓值以及采樣周期，即可推算出下一時(shí)刻的電流參考值。
[0022]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于定阻抗負(fù)荷模擬的防孤島保護(hù)測試電路，其特征在于:包括定阻抗負(fù)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(fù)荷模擬單元； 所述定阻抗負(fù)荷模擬單元的第一輸出接配電網(wǎng)；所述定阻抗負(fù)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(guān)并聯(lián)于定阻抗負(fù)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(guān)的一輸入。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于定阻抗負(fù)荷模擬的防孤島保護(hù)測試電路，其特征在于:所述定阻抗負(fù)荷模擬單元為一基于IGBT的三相獨(dú)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(hù)的并聯(lián)RLC負(fù)荷的負(fù)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(quán)利要求1所述的基于定阻抗負(fù)荷模擬的防孤島保護(hù)測試電路，其特征在于:還包括一上位機(jī)接口，所述監(jiān)控單元的第三輸入端與所述上位機(jī)接口連接。
4.基于權(quán)利要求1所述的基于定阻抗負(fù)荷模擬的防孤島保護(hù)防孤島保護(hù)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(guān)，啟動(dòng)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(jì)算并聯(lián)RLC負(fù)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(zhì)因數(shù)設(shè)為1±0.2 ; 步驟S4:將步驟S3計(jì)算結(jié)果下發(fā)至定阻抗負(fù)荷模擬單元，當(dāng)并網(wǎng)光伏逆變器輸出的有功功率通過負(fù)荷模擬單元饋送配電網(wǎng)且流過旁路開關(guān)的基波電流小于并網(wǎng)光伏逆變器輸出電流的5%時(shí)，監(jiān)控單元發(fā)出指令斷開旁路開關(guān)； 步驟S5:在旁路開關(guān)被斷開后，進(jìn)行防孤島保護(hù)測試，監(jiān)控單元開始記錄測試過程，同時(shí)將電氣量信息上發(fā)至測試電路外的一上位機(jī)； 步驟S6:監(jiān)控單元預(yù)先設(shè)定一設(shè)定時(shí)間，在設(shè)定時(shí)間內(nèi)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(fù)荷模擬單元的導(dǎo)流器件，由上位機(jī)保存測試結(jié)果，轉(zhuǎn)至步驟S7 ;若超過設(shè)定時(shí)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(diào)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(jié)果進(jìn)行分析，判斷并網(wǎng)光伏逆變器的防孤島保護(hù)是否滿足要求。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于定阻抗負(fù)荷模擬的防孤島保護(hù)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(jì)算模擬電阻值R:R=E2/Pp，如果無功功率Pq為正，計(jì)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(fù)，計(jì)算無功電容值Cq:Cq= Pp /ωE2，否則為 Cq=O ； 步驟S32:根據(jù)測試時(shí)的電壓頻率ω、品質(zhì)因數(shù)的設(shè)定值Q、模擬電阻值R及無功電感值L,，計(jì)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(zhì)因數(shù)的設(shè)定值Q及測試時(shí)的電壓頻率ω，如果Pq為正，計(jì)算模擬電容值 C:C= Q /oR - Pp /ωΕ2+ Cq； 步驟S34:根據(jù)計(jì)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(gè)周波的采樣點(diǎn)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(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)對iMV 的精確跟蹤，精確模擬并聯(lián)RLC定阻抗負(fù)荷的負(fù)荷特性； 步驟S38:穩(wěn)定全橋式DC-AC逆變電路直流側(cè)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(fù)荷模擬的防孤島保護(hù)測試電路，該電路包括定阻抗負(fù)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(guān)并聯(lián)于定阻抗負(fù)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(fù)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(guān)的第二輸出端。定阻抗負(fù)荷模擬單元精確模擬并聯(lián)RLC負(fù)荷的負(fù)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(hù)，無明顯發(fā)熱以及裝置緊湊等優(yōu)點(diǎn)。
【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(xué)研究院
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年5月13日