專利名稱：一種防孤島檢測實驗負載裝置控制算法的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電力電子技術領域，特別指一種防孤島檢測實驗負載裝置控制算法。
背景技術：
當電網(wǎng)供電因故障事故或停電維修而跳閘時，由于各分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)未能及時檢測出停電狀態(tài)而將自身切離市電網(wǎng)絡，就會形成由分布式發(fā)電系統(tǒng)和其相連負載組成一個自給供電的孤島發(fā)電系統(tǒng)。從而會對輸電線路維修人員造成安全危害，對一些用電設備也會造成損壞?，F(xiàn)有的孤島檢測裝置:RLC負載箱主回路由阻性負載、感性負載和容性負載三部分組成，三部分負載由負載箱內(nèi)置開關分段控制，可在遠程軟件上實現(xiàn)自動、手動加載調(diào)節(jié)，阻性、感性、容性部分均可自由組合,并對RLC負載中的寄生電容、寄生電感、寄生電阻值進行補償。

現(xiàn)有的RLC負載箱通常要具備的功能有:一是精度要求高、加載過程電阻電感電容值不隨溫度而漂移；二是步進幅度要小、但最重要的是寄生量補償和遠程控制功能一定要有，否則不能適用。檢測孤島的RLC負載，L與C每偏差3%，諧振頻率會偏差0.8Hz，傳統(tǒng)負載是無法滿足，所以RLC負載一定要有寄生量補償，但是寄生量的補償難以做到實時精確補償，會導致實際RLC負載與理論計算值有一定的偏差。還有就是RLC負載本身的諧波量要小于2%。長時間測試時負載箱電阻R發(fā)熱引起阻值熱漂移導致電阻值發(fā)生變化，影響RLC負載的精度。由于要做到對不同功率的并網(wǎng)逆變器都能檢測出孤島效應同時為了滿足精度要求RLC負載的步進幅度盡量小，所以RLC負載箱的體積通常都非常大。這種負載模擬裝置的電阻、電容等負載大小采用機械式調(diào)整需要很多元器件的組合，所以價格昂貴，且使用壽命低。其中負載的有功功率完全通過電阻消耗，所以在進行大功率并網(wǎng)逆變器檢測實驗時，會消耗大量電能，造成環(huán)境污染。采用變流器裝置模擬并聯(lián)RLC負載的特性，對分布式發(fā)電并網(wǎng)逆變器進行孤島檢測。該裝置采用三相H橋結構逆變電路，根據(jù)模擬負載的需要控制逆變器輸出一定的有功功率和無功功率。利用有功功率和無功功率及并網(wǎng)點電壓可得到該裝置對外的R、L、C特性，因此通過控制三相逆變電路可完全實現(xiàn)電阻、電感、電容的單個或組合特性，從而可取代RLC并聯(lián)負載對不同功率的并網(wǎng)逆變裝置進行孤島檢測。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用逆變器和小容量RLC負載箱來取代RLC負載箱并能體現(xiàn)RLC負載特性的裝置，主要是提供一種防孤島檢測實驗負載裝置控制算法。通過控制變流器輸出的有功功率和無功功率與調(diào)節(jié)小容量RLC負載箱調(diào)節(jié)來精確體現(xiàn)RLC負載的特性，以滿足不同功率的并網(wǎng)逆變裝置孤島檢測的要求。本裝置體積小，不存在熱漂移現(xiàn)象和寄生量補償，能夠根據(jù)并網(wǎng)功率由程序控制自動調(diào)節(jié)負載特性，因而精度高，反應快。本發(fā)明采用以下方案:
一種防孤島檢測實驗負載裝置控制算法，由以下步驟構成:步驟一、采集電網(wǎng)電壓ea、eb、e。，將其變換到極坐標下求得電網(wǎng)電壓的幅值E ;步驟二、對電網(wǎng)電壓ea、eb、e。進行鎖相跟蹤得到電網(wǎng)角頻率ω ；步驟三、利用電壓幅值Ε、電網(wǎng)頻率ω和給定的R、L、C值計算防孤島實驗檢測負載裝置輸出的有功功率和無功功率，將該有功功率和無功功率作為控制部分功率環(huán)的給定參考值P*和q* ;步驟四、采集該裝置B逆變橋輸出的電流ia、ib、i。，對其進行坐標變換，變換到兩相靜止坐標系下得到ia、ie。對采集的電網(wǎng)電壓ea、eb、e。進行相同的坐標變換，得到ea、ee，根據(jù)公式(8)計算得到實際該裝置輸出的有功功率P和無功功率q ；步驟五、分別計算有功功率給定參考值P*與實際有功功率P的差值、無功功率給定參考值Y與實際無功功率q的差值，將這兩個差值分別送入PI調(diào)節(jié)器得到Ud，Uq ；步驟六、經(jīng)過一個兩相旋轉坐標系到三相靜止坐標系的變換得到Ua，Ub, Uc ；步驟七、最后經(jīng)過SPWM調(diào)制得到每一相的驅(qū)動波，經(jīng)過分解得到十二路驅(qū)動脈沖送入三相H橋逆變器中的各個功率管。一種組合式防孤島檢測實驗負載裝置，由直流電源、模擬RLC負載裝置、小容量RLC負載裝置依次連接構成，其中:所述的直流電源，為防孤島檢測實驗負載裝置的逆變器提供直流電；所述的模擬RLC負載裝置為三相全橋逆變結構或三相H橋逆變結構，并根據(jù)實際孤島檢測的功率要求，控制逆變器輸出一定的有功功率和無功功率；所述的小容量RLC負載裝置，可以根據(jù)系統(tǒng)要求，彌補逆變器控制精度的不足，對負載進行精確調(diào)整。本發(fā)明技術方案的控制部分其原理如圖6所示6.1采集電網(wǎng)電壓ea、eb、e。，將其變換到極坐標下求得電網(wǎng)電壓的幅值E ；
權利要求
1.一種防孤島檢測實驗負載裝置控制算法，其特征在于由以下步驟構成: 步驟一、采集電網(wǎng)電壓ea、eb、e。，將其變換到極坐標下求得電網(wǎng)電壓的幅值E ; 步驟二、對電網(wǎng)電壓ea、eb、e。進行鎖相跟蹤得到電網(wǎng)角頻率ω ； 步驟三、利用電壓幅值Ε、電網(wǎng)頻率ω和給定的R、L、C值計算防孤島實驗檢測負載裝置輸出的有功功率和無功功率，將該有功功率和無功功率作為控制部分功率環(huán)的給定參考值P*和q* ; 步驟四、采集該裝置B逆變橋輸出的電流ia、ib、i。，對其進行坐標變換，變換到兩相靜止坐標系下得到ia、ie，對采集的電網(wǎng)電壓ea、eb、ec進行相同的坐標變換，得到ea、ee，根據(jù)公式(8)計算得到實際該裝置輸出的有功功率P和無功功率q ； 步驟五、分別計算有功功率給定參考值P*與實際有功功率P的差值、無功功率給定參考值Y與實際無功功率q的差值，將這兩個差值分別送入PI調(diào)節(jié)器得到Ud，Uq ； 步驟六、經(jīng)過一個兩相旋轉坐標系到三相靜止坐標系的變換得到Ua，Ub, U。； 步驟七、最后經(jīng)過SPWM調(diào)制得到每一相的驅(qū)動波，經(jīng)過分解得到十二路驅(qū)動脈沖送入三相H橋逆變器 中的各個功率管。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種防孤島檢測實驗負載裝置控制算法，采集電網(wǎng)電壓ea、eb、ec，將其變換到極坐標下求得電網(wǎng)電壓的幅值E；對電網(wǎng)電壓ea、eb、ec進行鎖相跟蹤得到電網(wǎng)角頻率ω；利用電壓幅值E、電網(wǎng)頻率ω和給定的R、Ｌ、Ｃ值計算防孤島實驗檢測負載裝置輸出的有功功率和無功功率；采集該裝置Ｂ逆變橋輸出的電流ia、ib、ic，對其進行坐標變換，得到eα、eβ；將這兩個差值分別送入PI調(diào)節(jié)器得到Ud，Uq；經(jīng)過一個兩相旋轉坐標系到三相靜止坐標系的變換得到Ua，Ub，Uc；最后經(jīng)過SPWM調(diào)制得到每一相的驅(qū)動波，經(jīng)過分解得到十二路驅(qū)動脈沖送入三相H橋逆變器中的各個功率管；采用本算法的防孤島檢測實驗負載裝置體積小，不存在熱漂移現(xiàn)象和寄生量補償，能夠根據(jù)并網(wǎng)功率由程序控制自動調(diào)節(jié)負載特性，因而精度高，反應快。
文檔編號H02J3/38GK103227478SQ20131017481
公開日2013年7月31日 申請日期2013年5月13日 優(yōu)先權日2013年5月13日
發(fā)明者周細文 申請人:周細文