一種光伏并網系統無功擾動孤島檢測方法

單向無功擾動法是控制逆變器輸出無功電流擾動在0和Iq1(Iq1>0)兩個值中變化，雙向無功擾動方法是控制逆變器輸出無功電流擾動在Iq+(Iq+>0)和-Iq+兩個值中變化。如前所述，在光伏系統發生孤島時，系統頻率與負載性質有關。采用單向無功擾動將會因為負載性質影響系統孤島檢測速度。采用雙向無功擾動在一定程度上可提高孤島檢測速度，但為了減少無功擾動對電網正常運行時電能質量的影響，常將無功擾動的幅值降低，這會影響孤島檢測速度，并且由式(4)可知，當q較大時，較小的無功擾動量對系統頻率的影響很小，系統在較短時間內不能判斷出孤島狀態，導致孤島檢測失敗，存在孤島檢測盲區。

4 MUBRPV孤島檢測原理
這里提出了MUBRPV孤島檢測方法，擾動形式如圖3所示。該方法在光伏發電系統正常運行時逆變器向電網輸入小幅度正負雙向的無功電流擾動△Iqd1和△Iqd2，為減少無功擾動對電能質量的影響，在正負向擾動間加入零擾動區間，在加入擾動后，實時檢測加入正負向擾動與零擾動之間的網壓頻率偏差，迅速確定電流正饋擾動方向，并開始無功電流單向正饋變速擾動，最終使系統頻率上升或下降到逆變器的過欠頻保護區域，實現系統的孤島檢測。

MUBRPV孤島檢測方法流程如圖4所示。以RLC負載呈現阻感性為例說明該方法的具體實現過程。正常并網運行時，對逆變器施加幅值相同方向相反的△Iqd1和△Iqd2，即：△Iqd1=△Iqd2。孤島發生后，由式(4)可知，無功電流擾動將改變系統運行頻率，系統正向和負向無功電流擾動與不進行無功擾動間的頻率偏差絕對值分別為|△fqd1|和|△fqd2|，若|△fqd1|或|△fqd2|連續m次大于設定頻率偏差絕對值|△fqd|則比較|△fqd1|與|△fqd2|大小，否則，繼續進行雙向無功擾動。若|△fqd1|≥|△fqd2|，則說明RLC負載呈現阻感性，系統進入單向無功電流正饋擾動，此時，單向無功擾動電流給定為：
Iqs1(k+1)=Iqd1(k)+Kq1(k)△Iqs1 (5)
式中：△Iqd1為單向無功電流擾動量；Kq1(k)為單向無功電流正饋擾動系數；Iqs1(k)為上一周期單向無功電流擾動給定量；Iqs1(k+1)
為當前周期無功電流擾動給定量。