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5 实验结果 本文在100kW三相光伏逆变器平台上进行了测试。PV系统输出的电流峰值为15A。采用DSP控制,其光伏系统硬件结构框图如图5所示。 并网时被动式检测波形如图6所示,可以看出,并网时公关节点电压为电网电压,负载为阻性负载。当电网断开的时候,电流由于电感的作用没有发生突变,但是公共节点电压产生了一个小的突变。通过这个在公共节点的电压突变,可以判定系统发生了孤岛现象。 考虑到被动(无源)检测法中存在较大盲区的限制、功率扰动对同步性的要求,以及为了防止虚假孤岛保护现象发生,在过/欠电压检测中增加了并网电流扰动辅助措施,从而可以有效避免由于负载盲区现象,进一步提高孤岛检测的准确性。本实验进一步采用输出功率扰动检测和过/欠电压、高!低频检测结合的检测方法。过/欠电压、高/低频检测作为主要的算法。在实验中,以电网频率为50Hz为例,一般的实施方法就是每隔六个周期,将并网逆变器的输出电流参考值设定正常值的1/2,并维持2个周期以防止误判。图7给出了应用本孤岛检测方法的光伏并网系统在并网状态下运行和孤岛状态运行时的逆变器输出电流和线路电压波形,电路按照IEEE标准929-2000中反孤岛测试电路进行参数设置,负载和逆变器处于平衡状态。 从实验结果与表1中的孤岛保护时间标准对比发现,本孤岛检测方法在线路出现孤岛情况下,在0.14s内检测到孤岛现象,小于IEEE标准IEEE Std 929-2000所规定的2.4s保护的保护时间,说明保护方法具有很好的快速性,同时有效地避免了由于负载盲区对系统可靠工作带来的影响。 从实验结果可以看出,由于负载与逆变器输出平衡,线路电压与并网运行时相同,并网系统继续工作。当电网断开时,由于人为降低了输出电流的参考值,以致负载和逆变器输出不平衡,所以造成了线路电压的异常,即在功率扰动处出现了电压跳变,过压保护被触发,从而实现了孤岛状态检测。实验结果表明:本方法可以有效地避免由于负载盲区而引起的虚假孤岛保护现象,提高了孤岛检测的准确性。 6 结论 本文提出了在采用带过!欠电压检测功能的电压突变检测方法分析的基础上,使公共点的电压发生突变的状态,并加入了功率扰动量,消除了孤岛现象发生后可能出现的负载盲区,实现了光伏系统并网时的快速检测,消除了传统孤岛检测方法中存在的检测盲区。本方法原理简单,容易实现,对电网电能质量的影响小,具有较强的工程应用价值。 |