CN110380446A - 一种光伏并网逆变器的电网断开检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光伏并网逆变器的电网断开检测方法，能够在输出侧电压突然丢失的时进行有效的响应，保护设备和人员安全。所述电网断开检测方法包括如下步骤：获得BUS电压、电网电压、输出电流及给定的参考电流；根据输出电流和给定的参考电流计算1/4周期的有效值和1/2周期输出电流的有效值；判断电网电压是否大于BUS电压和一裕量的差值，当结果为是时，若所述1/4周期的有效值大于第一边界值且所述1/2周期输出电流的有效值小于第二边界值，则Cnt+＝2；若所述1/4周期的有效值小于第一边界值，则Cnt++；判断Cnt是否大于Num3，当结果为是时，则说明电网发生异常。
Description
技术领域
本发明属于光伏并网逆变器领域，涉及一种光伏并网逆变器的电网断开检测方法，特别是一种带有外界变压器的光伏并网逆变器快速检测电网断开的软件方法。
背景技术
光伏逆变器系统主要是一个能量转换传递的过程，也就是将物理量转换成电量的过程。设备正常并网时候，它将能量传输到电网上，传递之间基本上属于稳态运行。如果在带有变压器系统的环境运行过程中，出现某些情况导致电网突然丢失，就会导致BUS电压骤然抬升，在下一拍的时候输出电流就会突然骤增而导致触发过流保护，使得变压器出现磁饱和现象，能量向输入侧倒灌，可能直接导致逆变器被击毁。
正是由于上述原因，需要通过一些方法能够快速、准确的响应电网突然异常，从而保护设备不会出现问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目是提供一种光伏并网逆变器的电网断开检测方法，能够在输出侧电压突然丢失的时进行有效的响应，保护设备和人员安全。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种光伏并网逆变器的电网断开检测方法，所述电网断开检测方法包括如下步骤：
获得BUS电压、电网电压、输出电流及给定的参考电流；
根据输出电流和给定的参考电流计算1/4周期的有效值和1/2周期输出电流的有效值；
判断电网电压是否大于BUS电压和一裕量的差值，当结果为是时，
若所述1/4周期的有效值大于第一边界值且所述1/2周期输出电流的有效值小于第二边界值，则Cnt+＝2；若所述1/4周期的有效值小于第一边界值，则Cnt++；
判断Cnt是否大于Num3，当结果为是时，则说明电网发生异常；
其中，Cnt表示计数累加，最终累加和会和Num3比较，Num3为取决于响应时间的值。
在一优选的实施例中，所述电网断开检测方法依次包括如下步骤：
S1、获得BUS电压、电网电压及输出电流；
S2、获得给定的参考电流；
S3、通过所述参考电流和所述输出电流计算1/4周期的有效值和1/2周期输出电流的有效值；
S4、判断电网电压是否大于BUS电压和一裕量的差值；
若结果为是，则执行步骤S5-1、步骤S5-2；
S5-1、若判断所述1/4周期的有效值大于第一边界值，且所述1/2周期输出电流的有效值小于第二边界值，则Cnt+＝2；
S5-2、若判断所述1/4周期的有效值小于第一边界值，则Cnt++；
S5-3、判断步骤S5-1或步骤S5-2后的Cnt是否大于Num3，若结果为是，则说明电网发生异常。
更优选地，所述步骤S5-3中，若判断结果为是，则Cnt＝0，电网断开，触发保护，结束检测。
更优选地，所述步骤S4中，若判断结果为否，则执行步骤S6：判断Cnt是否大于0，若结果为是，则Cnt--，结束检测。
优选地，若电网电压小于BUS电压和所述裕量的差值，则Cnt--，结束检测。
优选地，所述裕量为10～20V。
具体地，所述第一边界值和所述第二边界值为通过模糊控制算法得到的边界值。
具体地，所述Num3和响应时间成正比。
具体地，所述给定的参考电流由PI控制环计算得到，其中，t表示积分时间常数，u(t)表示输出量，Kp表示比例系数，e(t)表示输入量。
具体地，所述BUS电压、电网电压及输出电流与外围采样电路计算得到。
本发明采用以上方案，相比现有技术具有如下优点：
在光伏并网逆变器的输出侧电压突然丢失的时，例如在带有变压器系统的环境运行过程中出现某些情况导致电网突然丢失，能够快速、准确的响应电网突然异常，从而保护设备不会出现问题，保护人员安全。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例的一种电网断开检测方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域的技术人员理解。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。
本实施例提供一种光伏并网逆变器的电网断开检测方法，尤其是外接变压的光伏逆变器系统。该电网断开检测方法包括如下检测步骤：
1、通过MCU外围采样电路计算BUS电压，电网电压Vgrid，输出电流I。
2、通过PI控制环计算出给定的参考电流Iref。
3、通过Iref，I计算1/4周期的有效值Iref-rms和1/2周期输出电流I的有效值Irms。有效值计算公式为其中N取1/4周期就是Iref-rms，取1/2周期就是Irms。
4、判断方法1：如果Vgrid>BUS电压-Vdelta(Vdelta是一个裕量，一般取10-20V)，1/4周期的有效值Iref-rms>Num1且1/2周期输出电流I的有效值Irms<Num2，Cnt+＝2。
5、判断方法2：如果Vgrid>BUS电压-Vdelta(Vdelta是一个裕量，一般取10-20V)且1/4周期的有效值Iref-rms<Num1，Cnt++。
6、如果Vgrid<BUS电压-Vdelta，Cnt--。
7、如果Cnt>Num3，说明电网发生异常，触发保护。
其中，Num1和Num2通过模糊控制算法得到的边界值，Num3主要取决于响应时间，Num3越小，相应越快。
如图1所示，上述电网断开检测方法具体包括如下步骤：
S1、通过MCU外围采样电路计算获得BUS电压、电网电压Vgrid及输出电流I；
S2、通过PI控制环计算获得给定的参考电流Iref；
S3、通过所述参考电流Iref和所述输出电流I计算1/4周期的有效值Iref-rms和1/2周期输出电流的有效值Irms
S4、判断电网电压Vgrid是否大于BUS电压-Vdelta；
若结果为是，则执行下述判断；
S5-1、若判断所述1/4周期的有效值Iref-rms>Num1，且所述1/2周期输出电流的有效值Irms<Num2，则Cnt+＝2；
S5-2、若判断所述1/4周期的有效值Iref-rms<Num1，则Cnt++；
S5-3、判断步骤S5-1或步骤S5-2后的Cnt是否大于Num3，若结果为是，则说明电网发生异常，电网断开，触发保护，结束检测。
所述步骤S4中，若判断结果为否，则执行步骤S6：判断Cnt是否大于0，若结果为是，则Cnt--，结束检测。判断步骤S5-1、S5-2、S5-3及S6中，若满足判断条件，就会累加Cnt，最终Cnt会和Num3比较，若判断结果为否，即不满足判断调节，就不会动作，Cnt不累加。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，是一种优选的实施例，其目的在于熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限定本发明的保护范围。凡根据本发明的精神实质所作的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种光伏并网逆变器的电网断开检测方法，其特征在于，所述电网断开检测方法包括如下步骤：
获得BUS电压、电网电压、输出电流及给定的参考电流；
根据输出电流和给定的参考电流计算1/4周期的有效值和1/2周期输出电流的有效值；
判断电网电压是否大于BUS电压和一裕量的差值，当结果为是时，
若所述1/4周期的有效值大于第一边界值且所述1/2周期输出电流的有效值小于第二边界值，则Cnt+＝2；若所述1/4周期的有效值小于第一边界值，则Cnt++；
判断Cnt是否大于Num3，当结果为是时，则说明电网发生异常；
其中，Cnt表示计数累加，Num3为取决于响应时间的值。
2.根据权利要求1所述的电网断开检测方法，其特征在于，所述电网断开检测方法依次包括如下步骤：
S1、获得BUS电压、电网电压及输出电流；
S2、获得给定的参考电流；
S3、通过所述参考电流和所述输出电流计算1/4周期的有效值和1/2周期输出电流的有效值；
S4、判断电网电压是否大于BUS电压和一裕量的差值；
若结果为是，则执行下述判断；
S5-1、若判断所述1/4周期的有效值大于第一边界值，且所述1/2周期输出电流的有效值小于第二边界值，则Cnt+＝2；
S5-2、若判断所述1/4周期的有效值小于第一边界值，则Cnt++；
S5-3、判断步骤S5-1或步骤S5-2后的Cnt是否大于Num3，若结果为是，则说明电网发生异常。
3.根据权利要求2所述的电网断开检测方法，其特征在于，所述步骤S5-3中，若判断结果为是，则Cnt＝0，电网断开，触发保护，结束检测。
4.根据权利要求2所述的电网断开检测方法，其特征在于，所述步骤S4中，若判断结果为否，则执行步骤S6：判断Cnt是否大于0，若结果为是，则Cnt--，结束检测。
5.根据权利要求1所述的电网断开检测方法，其特征在于，若电网电压小于BUS电压和所述裕量的差值，则Cnt--，结束检测。
6.根据权利要求1或2所述的电网断开检测方法，其特征在于，所述裕量为10～20V。
7.根据权利要求1或2所述的电网断开检测方法，其特征在于，所述第一边界值和所述第二边界值为通过模糊控制算法得到的边界值。
8.根据权利要求1或2所述的电网断开检测方法，其特征在于，所述Num3和响应时间成正比。
9.根据权利要求1或2所述的电网断开检测方法，其特征在于，所述给定的参考电流由PI控制环计算得到，其中，t表示积分时间常数，u(t)表示输出量，Kp表示比例系数，e(t)表示输入量。
10.根据权利要求1或2所述的电网断开检测方法，其特征在于，所述BUS电压、电网电压及输出电流与外围采样电路计算得到。
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