逆变器并网及孤岛检测技术的研究

近年来,随着能源的不断紧缺,对新能源的开发和利用越来越成为一个热门话题。各种新能源所构成的分布式发电系统在满足本地供电之后,将多余的电能注入电网,这就要求分布式发电系统的进网电流具有较好的质量,从而减小对电网的污染。同时,当电网发生意外故障而断网时,分布式发电系统应能够检测出孤岛的发生,并及时的做出相应的故障处理。 本文以独立和并网双模式运行的并网逆变器为研究对象,首先分析了该逆变器的基本工作原理和控制方法,然后详细分析了并网逆变器关键性负载对进网电流的影响,在分析和对比了几种解决此问题的方法基础上,研究了一种负载电流补偿控制方法。该方法控制简单,容易实现。通过补偿系数的设计,使进网电流在非线性负载情况下也具有较好的正弦度。 在逆变器工作在并网模式下,当电网由于故障而断网时,容易产生孤岛现象。文中分析了孤岛产生的危害,分析和对比了常见的孤岛检测方法,在分析有功电流扰动孤岛检测方法的基础上,研究了一种改进的有功电流扰动孤岛检测方法。为了减小周期性扰动对进网功率稳定的影响,研究了一种全扰动控制的孤岛检测方法,该方法由两个扰动信号共同作用,能够实现无盲区的孤岛检测,同时,在多个分布式发电系统并联的情况下,也能够实现无盲区的孤岛检测。 最后,文中针对以上情况分别进行了仿真研究,并以1kVA的双降压桥式逆变器作为原理样机进行了实验验证。仿真和实验结果都表明文中所采用的方法使逆变器在独立情况下能改善输出电压的外特性,在并网情况下进网电流具有较高的正弦度,同时还能够实现孤岛检测的功能。