专利名称：并网多逆变器系统防孤岛检测的主动频率偏移的对齐方法
技术领域：
本发明涉及太阳能光伏并网逆变器的防孤岛检测技术领域，具体来说，本发明涉及一种并网多逆变器系统防孤岛检测的主动频率偏移的对齐方法。
背景技术：
孤岛效应是指即并入公共电网中的发电装置，在电网断电的情况下，这个发电装置仍然向公共电网馈送电量。孤岛效应可能对整个配电系统设备及用户端的设备造成不利的影响。孤岛一旦产生将会危及电网输电线路上维修人员的安全；影响配电系统上的保护开关的动作程序，冲击电网保护装置；影响传输电能质量，电力孤岛区域的供电电压与频率将不稳定；当电网供电恢复后会造成相位不同步；单相分布式发电系统会造成系统三相负载欠相供电。因此对于一个并网系统必须能够进行防孤岛效应检测。
目前，并网逆变器的防孤岛检测方法主要分为两类被动孤岛检测方法和主动孤岛检测方法。被动孤岛检测即通过观察电网的电压、频率以及相位的变化来判断有无孤岛的产生。被动孤岛检测方法有过欠压和过欠频两部分，是直接通过对交流电网检测频率和电压的监控方法。由于电网负载谐振的存在，被动孤岛检测方法不能完全满足孤岛检测的需要。而主动孤岛检测则通过主动检测如频率、相位偏移和输出功率变化测量等。主动孤岛检测方法中，主动频率偏移(Active Frequency Drift7AFD)的孤岛检测技术是比较常用的方法，其通过偏移公共点处电压的频率作为逆变器输出电流的参考频率，造成对负载端电压频率的扰动，即而由频率保护电路来检测出孤岛现象。AFD技术的实行可以在电网断电时，使得逆变器输出频率的偏移会造成累加，直到超出频率保护的范围，再关断逆变器，有效解决负载谐振的影响。图I为现有技术中的主动频率偏移检测技术中的电流电压波形图。如图I所示，在正常电网电压Va工作情况下，AFD技术是注入一个畸变的电流I in (也可以用电压源型的并网，这里讲的是电流并网)，正常情况下由于电网电压钳位的作用得到的电网周期为2T，而在电网没有的情况下由于注入的电流畸变，检测到的电压Va'的周期为2t，明显变小，从而达到检测孤岛的要求。逆变器AFD有动作的起始点，对于多台逆变器的系统，比如微逆变器系统，每个逆变器AFD的动作起始点偏差较大时，可能会出现部分逆变器开始AFD时间比另一部分的晚(即注入偏移的时间不一致)，结果使得AFD对齐的一致性收到影响，功能效果不明显或者孤岛保护失效，从而产生类似虚拟电网，造成逆变器关断的延迟，或者根本不关断。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种并网多逆变器系统防孤岛检测的主动频率偏移的对齐方法，使得逆变器对齐主动频率偏移动作的起始点，实现更高精度的防孤岛检测。为解决上述技术问题，本发明提供一种并网多逆变器系统防孤岛检测的主动频率偏移的对齐方法，包括步骤A.检测各逆变器的电网电压在一第一正弦波形周期内的上升沿过零点；B.按照数据通讯的延时理论，等待一段时间，所述等待的时间长度使所述逆变器后续接收到一控制命令的时间点落在一第二正弦波形周期内；C.待所述等待的时间过后，所述控制命令被发送并由所述逆变器于所述第二正弦波形周期内接收；D.所述逆变器在一第三正弦波形周期内的上升沿过零点开始实现对齐所述主动频率偏移的动作。可选地，在上述步骤D之后还包括步骤

E.间隔另一段时间，重复上述步骤A D。可选地，所述步骤C包括Cl.待所述等待的时间过后，发送所述控制命令；C2.所述逆变器在并网工作时实时判断是否有收到所述控制命令，如果有则继续下一步；C3.所述逆变器判断收到所述控制命令的时间点距离所述第三正弦波形周期内的所述上升沿过零点的位置，在此之前完成对齐所述主动频率偏移的准备。可选地，所述第一、第二和第三正弦波形周期为所述电网电压的3个连续的正弦波形周期。可选地，对齐所述主动频率偏移的方式为在所述第三正弦波形周期内对电流波形
注入畸变。可选地，所述第一正弦波形周期和/或所述第三正弦波形周期为所述电网电压的一个或多个实际的正弦波形周期。可选地，所述注入畸变的方式为在所述第三正弦波形周期内一直注入畸变，同时检测所述电网电压的频率，待所述第三正弦波形周期结束时再次对齐所述主动频率偏移；或者在所述第三正弦波形周期内分别对一个或多个实际的正弦波形周期注入畸变，对其余一个或多个实际的正弦波形周期不注入畸变来对齐所述主动频率偏移。可选地，控制所述逆变器对齐的步骤是由一能量控制单元执行的。可选地，所述控制命令为一 PLC广播数据通讯帧。可选地，所述PLC广播数据通讯帧包括数据包头、命令字、数据长度、用户数据、和校验与数据包尾。与现有技术相比，本发明具有以下优点本发明通过PLC广播的方式使得各逆变器对齐主动频率偏移动作的起始点，将各逆变器的主动频率偏移动作都从同一个交流波形周期开始，实现更高精度的防孤岛检测。


本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中图I为现有技术中的主动频率偏移检测技术中的电流电压波形图2为本发明一个实施例的并网多逆变器系统防孤岛检测的主动频率偏移检测技术中的电网电压波形图；图3为本发明一个实施例的并网多逆变器系统防孤岛检测的主动频率偏移的对齐方法的流程图；图4为本发明另一个实施例的并网多逆变器系统防孤岛检测的主动频率偏移的对齐方法的流程图。
具体实施例方式下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。 图2为本发明一个实施例的并网多逆变器系统防孤岛检测的主动频率偏移检测技术中的电网电压波形图。如图2所示，t0、t2、t4是波形上升沿过零点，从tl开始发送数据通讯帧，其传输格式可以如下表所示
权利要求
1.一种并网多逆变器系统防孤岛检测的主动频率偏移的对齐方法，包括步骤 A.检测各逆变器 的电网电压在一第一正弦波形周期内的上升沿过零点； B.按照数据通讯的延时理论，等待一段时间，所述等待的时间长度使所述逆变器后续接收到一控制命令的时间点落在一第二正弦波形周期内； C.待所述等待的时间过后，所述控制命令被发送并由所述逆变器于所述第二正弦波形周期内接收； D.所述逆变器在一第三正弦波形周期内的上升沿过零点开始实现对齐所述主动频率偏移的动作。
2.根据权利要求I所述的主动频率偏移的对齐方法，其特征在于，在上述步骤D之后还包括步骤 E.间隔另一段时间，重复上述步骤A D。
3.根据权利要求I或2所述的主动频率偏移的对齐方法，其特征在于，所述步骤C包括 Cl.待所述等待的时间过后，发送所述控制命令； C2.所述逆变器在并网工作时实时判断是否有收到所述控制命令，如果有则继续下一I K少； C3.所述逆变器判断收到所述控制命令的时间点距离所述第三正弦波形周期内的所述上升沿过零点的位置，在此之前完成对齐所述主动频率偏移的准备。
4.根据权利要求2所述的主动频率偏移的对齐方法，其特征在于，所述第一、第二和第三正弦波形周期为所述电网电压的3个连续的正弦波形周期。
5.根据权利要求3所述的主动频率偏移的对齐方法，其特征在于，对齐所述主动频率偏移的方式为在所述第三正弦波形周期内对电流波形注入畸变。
6.根据权利要求5所述的主动频率偏移的对齐方法，其特征在于，所述第一正弦波形周期和/或所述第三正弦波形周期为所述电网电压的一个或多个实际的正弦波形周期。
7.根据权利要求6所述的主动频率偏移的对齐方法，其特征在于，所述注入畸变的方式为 在所述第三正弦波形周期内一直注入畸变，同时检测所述电网电压的频率，待所述第三正弦波形周期结束时再次对齐所述主动频率偏移；或者 在所述第三正弦波形周期内分别对一个或多个实际的正弦波形周期注入畸变，对其余一个或多个实际的正弦波形周期不注入畸变来对齐所述主动频率偏移。
8.根据权利要求7所述的主动频率偏移的对齐方法，其特征在于，控制所述逆变器对齐的步骤是由一能量控制单元执行的。
9.根据权利要求I所述的主动频率偏移的对齐方法，其特征在于，所述控制命令为一PLC广播数据通讯帧。
10.根据权利要求9所述的主动频率偏移的对齐方法，其特征在于，所述PLC广播数据通讯帧包括数据包头、命令字、数据长度、用户数据、和校验与数据包尾。
全文摘要
本发明提供一种并网多逆变器系统防孤岛检测的主动频率偏移的对齐方法，包括步骤检测各逆变器的电网电压在一第一正弦波形周期内的上升沿过零点；按照数据通讯的延时理论，等待一段时间，等待的时间长度使逆变器后续接收到一控制命令的时间点落在一第二正弦波形周期内；待等待的时间过后，控制命令被发送并由逆变器于第二正弦波形周期内接收；逆变器在一第三正弦波形周期内的上升沿过零点开始实现对齐主动频率偏移的动作。本发明通过PLC广播的方式使得各逆变器对齐主动频率偏移动作的起始点，将各逆变器的主动频率偏移动作都从同一个交流波形周期开始，实现更高精度的防孤岛检测。
文档编号G01R31/00GK102890216SQ201210409269
公开日2013年1月23日 申请日期2012年10月23日 优先权日2012年10月23日
发明者罗宇浩, 周懂明 申请人:浙江昱能光伏科技集成有限公司