太阳能并网发电及逆变控制太阳能应用检测与控制技术课件

1、第8章太阳能并网发电及逆变控制(太阳能应用检测与控制技术课件)逆变器逆变器第第8章章 太阳能并网发电及逆变控制太阳能并网发电及逆变控制8.1光伏并网逆变器的控制策略光伏并网逆变器的控制策略8.3光伏并网逆变器的电路拓扑光伏并网逆变器的电路拓扑8.28.4太阳能并网发电系统的孤岛效应太阳能并网发电系统的孤岛效应光伏并网逆变器的测试方法及标准光伏并网逆变器的测试方法及标准8.58.1 逆变器逆变器 逆变器在电力电子技术中起着重要作用。电力电子技术是逆变器在电力电子技术中起着重要作用。电力电子技术是电力、电子、自动控制、计算机及半导体等多种技术相互渗透电力、电子、自动控制、计算机及半导体等多种技术相

2、互渗透与有机结合的综合技术。与有机结合的综合技术。 众所周知，整流器的功能是将众所周知，整流器的功能是将50Hz50Hz的交流电整流成为直流的交流电整流成为直流电。而逆变器与整流器恰好相反，它的功能是将直流电转换为电。而逆变器与整流器恰好相反，它的功能是将直流电转换为交流电。这种对应于整流的逆向过程，被称为交流电。这种对应于整流的逆向过程，被称为“逆变逆变”。太阳。太阳能电池在阳光照射下产生直流电，然而以直流电形式供电的系能电池在阳光照射下产生直流电，然而以直流电形式供电的系统有很大的局限性。例如，日光灯、电视机、电冰箱、电风扇统有很大的局限性。例如，日光灯、电视机、电冰箱、电风扇等均不能直接

3、用直流电源供电，绝大多数动力机械也是如此。等均不能直接用直流电源供电，绝大多数动力机械也是如此。此外，当供电系统需要升高电压或降低电压时，交流系统只需此外，当供电系统需要升高电压或降低电压时，交流系统只需加一个变压器即可，而在直流系统中升降压技术与装置则要复加一个变压器即可，而在直流系统中升降压技术与装置则要复杂得多。杂得多。8.1 逆变器逆变器 因此，除特殊用户外，在光伏发电系统中都需要配备逆变因此，除特殊用户外，在光伏发电系统中都需要配备逆变器。逆变器还具备有自动调压或手动调压功能，可改善光伏发器。逆变器还具备有自动调压或手动调压功能，可改善光伏发电系统的供电质量。综上所述，逆变器已成为光

4、伏发电系统中电系统的供电质量。综上所述，逆变器已成为光伏发电系统中不可缺少的重要配套设备。不可缺少的重要配套设备。 目前我国光伏发电系统主要是直流系统，即将太阳电池发目前我国光伏发电系统主要是直流系统，即将太阳电池发出的电能给蓄电池充电，而蓄电池直接给负载供电，如我国西出的电能给蓄电池充电，而蓄电池直接给负载供电，如我国西北地区使用较多的太阳能户用照明系统以及远离电网的微波站北地区使用较多的太阳能户用照明系统以及远离电网的微波站供电系统均为直流系统。此类系统结构简单，成本低廉，但由供电系统均为直流系统。此类系统结构简单，成本低廉，但由于负载直流电压的不同（如于负载直流电压的不同（如12V12V

5、、24V24V、48V48V等），很难实现系统等），很难实现系统的标准化和兼容性，特别是民用电力，由于大多为交流负载，的标准化和兼容性，特别是民用电力，由于大多为交流负载，以直流电力供电的光伏电源很难作为商品进入市场。另外，光以直流电力供电的光伏电源很难作为商品进入市场。另外，光伏发电最终将实现并网运行，这就必须采用交流系统。随着我伏发电最终将实现并网运行，这就必须采用交流系统。随着我国光伏发电市场的日趋成熟，今后交流光伏发电系统必将成为国光伏发电市场的日趋成熟，今后交流光伏发电系统必将成为光伏发电的主流。光伏发电的主流。8.1 逆变器逆变器8.1.1 8.1.1 逆变器基本工作原理及电路系统

6、构成逆变器基本工作原理及电路系统构成 逆变器的种类很多，各自的具体工作原理、工作过程不尽逆变器的种类很多，各自的具体工作原理、工作过程不尽相同，但是最基本的逆变过程是相同的；下面以最基本的逆变相同，但是最基本的逆变过程是相同的；下面以最基本的逆变器器单相桥式逆变器电路为例，具体说明逆变器的单相桥式逆变器电路为例，具体说明逆变器的“逆变逆变”过过程；单相桥式逆变器电路如图程；单相桥式逆变器电路如图8-18-1（a a）所示。输入直流电压为）所示。输入直流电压为E E，R R代表逆变器的纯电阻性负载。当开关代表逆变器的纯电阻性负载。当开关S S1 1、S S3 3接通时，电流流接通时，电流流过过S

7、 S1 1、R R和和S S3 3，负载上的电压极性是左正右负；当开关，负载上的电压极性是左正右负；当开关S S1 1、S S3 3断开断开，S S2 2、S S4 4接通时，电流流过接通时，电流流过S S2 2、R R和和S S4 4，负载上的电压极性反向。，负载上的电压极性反向。若两组开关若两组开关S S1 1及及S S3 3、S S2 2及及S S4 4以频率以频率f f交替切换工作时，负载交替切换工作时，负载R R上便上便可得到频率为可得到频率为f f的交变电压的交变电压U Ur r，其波形如图，其波形如图8-18-1（b b）所示。该波）所示。该波形为一方波，其周期形为一方波，其周期

8、T T=1/=1/f f。8.1 逆变器逆变器图图8-1 8-1 直流电交流电逆变原理图直流电交流电逆变原理图8.1 逆变器逆变器8.1.2 8.1.2 逆变器分类及特性逆变器分类及特性 逆变器的种类很多，可按照不同的方法进行分类。逆变器的种类很多，可按照不同的方法进行分类。 按逆变器输出交流电能的频率分，可分为工频逆变器、按逆变器输出交流电能的频率分，可分为工频逆变器、中频逆器和高频逆变器。工频逆变器的频率为中频逆器和高频逆变器。工频逆变器的频率为505060Hz60Hz的逆变的逆变器；中频逆变器的频率一般为器；中频逆变器的频率一般为400Hz400Hz到十几到十几kHzkHz；高频逆变器的

9、；高频逆变器的频率一般为十几频率一般为十几kHzkHz到到MHzMHz。 按逆变器输出的相数分，可分为单相逆变器、三相逆变按逆变器输出的相数分，可分为单相逆变器、三相逆变器和多相逆变器。器和多相逆变器。 按照逆变器输出电能的去向分，可分为有源逆变器和无按照逆变器输出电能的去向分，可分为有源逆变器和无源逆变器。凡将逆变器输出的电能向工业电网输送的逆变器，源逆变器。凡将逆变器输出的电能向工业电网输送的逆变器，称为有源逆变器；凡将逆变器输出的电能输向某种用电负载的称为有源逆变器；凡将逆变器输出的电能输向某种用电负载的逆变器称为无源逆变器。逆变器称为无源逆变器。8.1 逆变器逆变器 按逆变器主电路的形

10、式分，可分为单端式逆变器，推挽按逆变器主电路的形式分，可分为单端式逆变器，推挽式逆变器、半桥式逆变器和全桥式逆变器。式逆变器、半桥式逆变器和全桥式逆变器。 按逆变器主开关器件的类型分，可分为晶闸管逆变器、按逆变器主开关器件的类型分，可分为晶闸管逆变器、晶体管逆变器、场效应逆变器和绝缘栅双极晶体管（晶体管逆变器、场效应逆变器和绝缘栅双极晶体管（IGBTIGBT）逆）逆变器等。变器等。8.1 逆变器逆变器8.1.3 8.1.3 逆变器的性能要求逆变器的性能要求光伏发电系统对逆变器的技术要求光伏发电系统对逆变器的技术要求 采用交流电力输出的光伏发电系统，由光伏阵列、充放电控采用交流电力输出的光伏发电

11、系统，由光伏阵列、充放电控制器、蓄电池和逆变器制器、蓄电池和逆变器4 4部分组成，而逆变器是其中关键部件。部分组成，而逆变器是其中关键部件。光伏发电系统对逆变器的技术要求如下。光伏发电系统对逆变器的技术要求如下。（1 1）要求具有较高的逆变效率。由于目前太阳电池的价格偏高）要求具有较高的逆变效率。由于目前太阳电池的价格偏高，为了最大限度地利用太阳电池，提高系统效率，必须设法提高，为了最大限度地利用太阳电池，提高系统效率，必须设法提高逆变器的效率。逆变器的效率。（2 2）要求具有较高的可靠性。目前光伏发电系统主要用于边远）要求具有较高的可靠性。目前光伏发电系统主要用于边远地区，许多电站无人值守和

12、维护，这就要求逆变器具有合理的电地区，许多电站无人值守和维护，这就要求逆变器具有合理的电路结构，严格的元器件筛选，并要求逆变器具备各种保护功能，路结构，严格的元器件筛选，并要求逆变器具备各种保护功能，如输入直流极性接反保护，交流输出短路保护，过热、过载保护如输入直流极性接反保护，交流输出短路保护，过热、过载保护等。等。8.1 逆变器逆变器（3 3）要求直流输入电压有较宽的适应范围。由于太阳电池的端电压随）要求直流输入电压有较宽的适应范围。由于太阳电池的端电压随负载和日照强度而变化，蓄电池虽然对太阳电池的电压具有钳位作用负载和日照强度而变化，蓄电池虽然对太阳电池的电压具有钳位作用，但由于蓄电池的

13、电压随蓄电池剩余容量和内阻的变化而波动，特别，但由于蓄电池的电压随蓄电池剩余容量和内阻的变化而波动，特别是当蓄电池老化时其端电压的变化范围很大，如是当蓄电池老化时其端电压的变化范围很大，如12V12V蓄电池，其端电压蓄电池，其端电压可在可在101016V16V之间变化，这就要求逆变器必须在较大的直流输入电压范之间变化，这就要求逆变器必须在较大的直流输入电压范围内保证正常工作，并保证交流输出电压的稳定。围内保证正常工作，并保证交流输出电压的稳定。（4 4）在中、大容量的光伏发电系统中，逆变器的输出应为失真度较小）在中、大容量的光伏发电系统中，逆变器的输出应为失真度较小的正弦波。这是由于在中、大容

14、量系统中，若采用方波供电，则输出的正弦波。这是由于在中、大容量系统中，若采用方波供电，则输出将含有较多的谐波分量，高次谐波将产生附加损耗，许多光伏发电系将含有较多的谐波分量，高次谐波将产生附加损耗，许多光伏发电系统的负载为通信或仪表设备，这些设备对供电品质有较高的要求。另统的负载为通信或仪表设备，这些设备对供电品质有较高的要求。另外，当中、大容量的光伏发电系统并网运行时，为避免对公共电网的外，当中、大容量的光伏发电系统并网运行时，为避免对公共电网的电力污染，也要求逆变器输出失真度满足要求的正弦波形。电力污染，也要求逆变器输出失真度满足要求的正弦波形。8.2 光伏并网逆变器的电路拓扑光伏并网逆变

15、器的电路拓扑8.2.1 8.2.1 光伏并网逆变器的分类光伏并网逆变器的分类 光伏并网逆变器是将太阳能电池所输出的直流电转换成符合电网光伏并网逆变器是将太阳能电池所输出的直流电转换成符合电网要求的交流电再输入电网的设备，是光伏并网系统的核心。光伏并网要求的交流电再输入电网的设备，是光伏并网系统的核心。光伏并网系统实质上是一个有源逆变系统，并网逆变器可分为电流型和电压型系统实质上是一个有源逆变系统，并网逆变器可分为电流型和电压型两大类。电流型的特征是直流侧采用电感进行储能，从而使直流侧呈两大类。电流型的特征是直流侧采用电感进行储能，从而使直流侧呈现高阻抗的直流源特性。电压型的特征是直流侧采用电容

16、进行储能，现高阻抗的直流源特性。电压型的特征是直流侧采用电容进行储能，从而使直流侧呈低阻抗的电压源特性。两种电路拓扑结构如图从而使直流侧呈低阻抗的电压源特性。两种电路拓扑结构如图8-68-6（a a）和图）和图8-68-6（b b）所示。）所示。8.2 光伏并网逆变器的电路拓扑光伏并网逆变器的电路拓扑图图8-6 8-6 电流源型电压源型并网逆变拓扑电流源型电压源型并网逆变拓扑8.2 光伏并网逆变器的电路拓扑光伏并网逆变器的电路拓扑8.2.2 8.2.2 隔离型光伏并网逆变器隔离型光伏并网逆变器 在光伏并网系统中，逆变器的主要作用是将光伏阵列发出的直流在光伏并网系统中，逆变器的主要作用是将光伏阵

17、列发出的直流电转换成与电网同频率的交流电并将电能馈入电网。通常可使用一个电转换成与电网同频率的交流电并将电能馈入电网。通常可使用一个变压器将电网与光伏阵列隔离，光伏并网系统中将具有隔离变压器的变压器将电网与光伏阵列隔离，光伏并网系统中将具有隔离变压器的并网逆变器称为隔离型光伏并网逆变器，按照变压器的种类可以将隔并网逆变器称为隔离型光伏并网逆变器，按照变压器的种类可以将隔离型光伏并网逆变器分为工频隔离型光伏并网逆变器和高频隔离型光离型光伏并网逆变器分为工频隔离型光伏并网逆变器和高频隔离型光伏并网逆变器两类。伏并网逆变器两类。8.2 光伏并网逆变器的电路拓扑光伏并网逆变器的电路拓扑8.2.3 8.

18、2.3 非隔离型光伏并网逆变器非隔离型光伏并网逆变器 为了尽可能地提高光伏并网系统的效率和降低成本，在不需要强为了尽可能地提高光伏并网系统的效率和降低成本，在不需要强制电气隔离的条件下（有些国家的相关标准规定了光伏并网系统需强制电气隔离的条件下（有些国家的相关标准规定了光伏并网系统需强制电气隔离），可以采用不隔离的无变压器型拓扑方案。非隔离型光制电气隔离），可以采用不隔离的无变压器型拓扑方案。非隔离型光伏并网逆变器由于省去了笨重的工频变压器，所以具有体积小、质量伏并网逆变器由于省去了笨重的工频变压器，所以具有体积小、质量轻、效率高、成本较低等诸多优点，因而这使得非隔离型并网结构具轻、效率高、成

19、本较低等诸多优点，因而这使得非隔离型并网结构具有很好的发展前景。一般而言，非隔离型光伏并网逆变器按结构可以有很好的发展前景。一般而言，非隔离型光伏并网逆变器按结构可以分为单级型和多级型两种。分为单级型和多级型两种。8.2 光伏并网逆变器的电路拓扑光伏并网逆变器的电路拓扑8.2.4 8.2.4 多支路光伏并网逆变器多支路光伏并网逆变器 随着光伏发电技术与市场的不断发展，光伏并网系统在城市中的随着光伏发电技术与市场的不断发展，光伏并网系统在城市中的应用也日益广泛。然而，城市的可利用空间有限，因此为在有限空间应用也日益广泛。然而，城市的可利用空间有限，因此为在有限空间中提高光伏系统的总安装容量，一方

20、面要提高单个电站的容量，另一中提高光伏系统的总安装容量，一方面要提高单个电站的容量，另一方面应将光伏发电广泛地与城市的建筑相结合。然而城市建筑中的情方面应将光伏发电广泛地与城市的建筑相结合。然而城市建筑中的情况较为复杂，其光照、温度、光伏组件规格都会因安装地方的不同而况较为复杂，其光照、温度、光伏组件规格都会因安装地方的不同而有所差异，这样传统的集中式光伏并网结构无法满足光伏系统的高性有所差异，这样传统的集中式光伏并网结构无法满足光伏系统的高性能应用要求，为此可以采用多支路型的光伏并网逆变器结构。这种多能应用要求，为此可以采用多支路型的光伏并网逆变器结构。这种多支路型的光伏并网逆变器在各支路光

21、伏方阵的特性不同或光照及温度支路型的光伏并网逆变器在各支路光伏方阵的特性不同或光照及温度条件不同时，各支路可独立进行最大功率跟踪，从而解决了各支路之条件不同时，各支路可独立进行最大功率跟踪，从而解决了各支路之间的功率失配问题。另外，多支路光伏并网逆变器安装灵活、维修方间的功率失配问题。另外，多支路光伏并网逆变器安装灵活、维修方便、能够最大限度地利用太阳辐射能量、有效地克服支路间功率失配便、能够最大限度地利用太阳辐射能量、有效地克服支路间功率失配8.2 光伏并网逆变器的电路拓扑光伏并网逆变器的电路拓扑所带来的系统整体效率低下等缺点，并可最大限度减少受单一支路故所带来的系统整体效率低下等缺点，并可

22、最大限度减少受单一支路故障的影响，具有较好的应用前景。障的影响，具有较好的应用前景。 一般而言，根据有无隔离变压器可以将多支路光伏并网逆变器分一般而言，根据有无隔离变压器可以将多支路光伏并网逆变器分为隔离型和非隔离型两大类，为隔离型和非隔离型两大类，8.3 光伏并网逆变器的控制策略光伏并网逆变器的控制策略 光伏并网系统逆变器按控制方式分类，可分为电压源电压控制、光伏并网系统逆变器按控制方式分类，可分为电压源电压控制、电压源电流控制、电流源电压控制和电流源电流控制电压源电流控制、电流源电压控制和电流源电流控制4 4种方法。以电流种方法。以电流源为输入的逆变器，其直流侧需要串联一大电感提供较稳定的

23、直流电源为输入的逆变器，其直流侧需要串联一大电感提供较稳定的直流电流输入，但由于此大电感往往会导致系统动态响应差，因此当前世界流输入，但由于此大电感往往会导致系统动态响应差，因此当前世界范围内大部分并网逆变器均采用以电压源输入为主的方式。范围内大部分并网逆变器均采用以电压源输入为主的方式。 逆变器与市电并联运行的输出控制可分为电压控制和电流控制。逆变器与市电并联运行的输出控制可分为电压控制和电流控制。市电系统可视为容量无穷大的定值交流电压源，如果光伏并网逆变器市电系统可视为容量无穷大的定值交流电压源，如果光伏并网逆变器的输出采用电压控制，则实际上就是一个电压源与电压源并联运行的的输出采用电压控

24、制，则实际上就是一个电压源与电压源并联运行的系统，这种情况下要保证系统稳定运行，就必须采用锁相控制技术以系统，这种情况下要保证系统稳定运行，就必须采用锁相控制技术以实现与市电同步，在稳定运行的基础上，可通过调整逆变器输出电压实现与市电同步，在稳定运行的基础上，可通过调整逆变器输出电压的大小及相位以控制系统的有功输出与无功输出。但由于锁相回路的的大小及相位以控制系统的有功输出与无功输出。但由于锁相回路的响应较慢、逆变器输出电压值不易精确控制、可能出现环流等问题，响应较慢、逆变器输出电压值不易精确控制、可能出现环流等问题，8.3 光伏并网逆变器的控制策略光伏并网逆变器的控制策略如果不采取特殊措施，

25、一般来说同样功率等级的电压源并联运行方式如果不采取特殊措施，一般来说同样功率等级的电压源并联运行方式不易获得优异性能。如果逆变器的输出采用电流控制，则只需控制逆不易获得优异性能。如果逆变器的输出采用电流控制，则只需控制逆变器的输出电流以跟踪市电电压，即可达到并联运行的目的。由于其变器的输出电流以跟踪市电电压，即可达到并联运行的目的。由于其控制方法相对简单，因此使用比较广泛。控制方法相对简单，因此使用比较广泛。 综合以上所述原因，光伏并网逆变器一般都采用电压源输入、电综合以上所述原因，光伏并网逆变器一般都采用电压源输入、电流源输出的控制方式。其控制方式可分为以下几种类型。流源输出的控制方式。其控

26、制方式可分为以下几种类型。（1 1）电流瞬时值比较方式）电流瞬时值比较方式（2 2）跟踪实时电流的三角波比较方式）跟踪实时电流的三角波比较方式（3 3）无差拍控制）无差拍控制8.4 太阳能并网发电系统的孤岛效应太阳能并网发电系统的孤岛效应 所谓孤岛效应，根据美国所谓孤岛效应，根据美国SandiaSandia国家实验室提供的报告指出当电国家实验室提供的报告指出当电力公司的供电，因故障事故或停电维修而跳脱时，各个用户端的太阳力公司的供电，因故障事故或停电维修而跳脱时，各个用户端的太阳能并网发电系统未能即时检测出停电状态而将自身切离市电网络，而能并网发电系统未能即时检测出停电状态而将自身切离市电网络

27、，而形成由太阳能并网发电系统和周围的负载形成的一个电力公司无法掌形成由太阳能并网发电系统和周围的负载形成的一个电力公司无法掌握的自给供电孤岛。握的自给供电孤岛。 光伏并网发电系统通过并网逆变器直接把电能送入电网，故需要光伏并网发电系统通过并网逆变器直接把电能送入电网，故需要各种完善的保护措施，除了应具有基本的保护功能（如短路、过压、各种完善的保护措施，除了应具有基本的保护功能（如短路、过压、过流、欠频、过频、过热等）以外，还应具有预防孤岛效应的特殊功过流、欠频、过频、过热等）以外，还应具有预防孤岛效应的特殊功能。孤岛效应是并网发电系统特有的现象，具有相当大的危害性，不能。孤岛效应是并网发电系统

28、特有的现象，具有相当大的危害性，不仅会危害到整个配电系统及用户端的设备，更严重的是会造成输电线仅会危害到整个配电系统及用户端的设备，更严重的是会造成输电线路维修人员的生命安全。路维修人员的生命安全。8.4 太阳能并网发电系统的孤岛效应太阳能并网发电系统的孤岛效应 所谓孤岛效应，根据美国所谓孤岛效应，根据美国SandiaSandia国家实验室提供的报告指出当电国家实验室提供的报告指出当电力公司的供电，因故障事故或停电维修而跳脱时，各个用户端的太阳力公司的供电，因故障事故或停电维修而跳脱时，各个用户端的太阳能并网发电系统未能即时检测出停电状态而将自身切离市电网络，而能并网发电系统未能即时检测出停电

29、状态而将自身切离市电网络，而形成由太阳能并网发电系统和周围的负载形成的一个电力公司无法掌形成由太阳能并网发电系统和周围的负载形成的一个电力公司无法掌握的自给供电孤岛。握的自给供电孤岛。 光伏并网发电系统通过并网逆变器直接把电能送入电网，故需要光伏并网发电系统通过并网逆变器直接把电能送入电网，故需要各种完善的保护措施，除了应具有基本的保护功能（如短路、过压、各种完善的保护措施，除了应具有基本的保护功能（如短路、过压、过流、欠频、过频、过热等）以外，还应具有预防孤岛效应的特殊功过流、欠频、过频、过热等）以外，还应具有预防孤岛效应的特殊功能。孤岛效应是并网发电系统特有的现象，具有相当大的危害性，不能

30、。孤岛效应是并网发电系统特有的现象，具有相当大的危害性，不仅会危害到整个配电系统及用户端的设备，更严重的是会造成输电线仅会危害到整个配电系统及用户端的设备，更严重的是会造成输电线路维修人员的生命安全。路维修人员的生命安全。8.4 太阳能并网发电系统的孤岛效应太阳能并网发电系统的孤岛效应 8.4.1 8.4.1 孤岛效应及影响孤岛效应及影响 先通过典型分布式发电系统的示意图（见图先通过典型分布式发电系统的示意图（见图8-378-37）来说明可能发）来说明可能发生的不同形式的孤岛系统。图生的不同形式的孤岛系统。图8-378-37中分布式发电系统由变电站和分布中分布式发电系统由变电站和分布式发电系统

31、的馈电线组成，图中详细描绘出一条馈电线，该馈电线上式发电系统的馈电线组成，图中详细描绘出一条馈电线，该馈电线上有很多用户的连接点。大的分布式发电装置如有很多用户的连接点。大的分布式发电装置如DGlDGl和和DG2DG2通常连接到主通常连接到主馈电线上，馈电线上，DGlDGl和和DG2DG2主要是同步发电机和异步发电机；小的分布式发主要是同步发电机和异步发电机；小的分布式发电装置如电装置如DG3DG3（例如光伏并网逆变器）通常连接到低压备用馈电线上。（例如光伏并网逆变器）通常连接到低压备用馈电线上。8.4 太阳能并网发电系统的孤岛效应太阳能并网发电系统的孤岛效应图图8-37 8-37 典型分布式

32、发电系统的示意图典型分布式发电系统的示意图8.4 太阳能并网发电系统的孤岛效应太阳能并网发电系统的孤岛效应 8.4.2 8.4.2 孤岛效应检测标准孤岛效应检测标准 在通常情况下，一个装有过压、欠压、过频和欠频继电器的逆变在通常情况下，一个装有过压、欠压、过频和欠频继电器的逆变器具有对孤岛的基本保护功能。电网一旦由于某种原因失电，逆变器器具有对孤岛的基本保护功能。电网一旦由于某种原因失电，逆变器输出功率与负载需求不匹配，负载两端电压和频率值就会逐渐超过继输出功率与负载需求不匹配，负载两端电压和频率值就会逐渐超过继电器的额定值范围，此时继电器动作使逆变器与电网和负载脱离，同电器的额定值范围，此时

33、继电器动作使逆变器与电网和负载脱离，同时逆变器停止工作。但是在源时逆变器停止工作。但是在源- -负载功率平衡的情况下，电压和频率变负载功率平衡的情况下，电压和频率变化很小，这些继电器将失效，导致系统进入化很小，这些继电器将失效，导致系统进入“孤岛运行孤岛运行”。 随着包括光伏并网发电在内的分布式能源的快速发展，国际标准随着包括光伏并网发电在内的分布式能源的快速发展，国际标准制定委员会发布了分布式能源并网及孤岛效应检测的相关标准：制定委员会发布了分布式能源并网及孤岛效应检测的相关标准：IEEE IEEE Std.929Std.929技术标准和技术标准和IEEE Std.1547IEEE Std.

34、1547技术标准。这两个技术标准对光伏技术标准。这两个技术标准对光伏并网发电各项指标和孤岛效应的检测作了详细的规定。并网发电各项指标和孤岛效应的检测作了详细的规定。8.4 太阳能并网发电系统的孤岛效应太阳能并网发电系统的孤岛效应 8.4.3 8.4.3 孤岛检测方法孤岛检测方法 孤岛效应是并网发电系统特有的现象，具有相当大的危害性，不孤岛效应是并网发电系统特有的现象，具有相当大的危害性，不仅会危害到整个配电系统及用户端的设备、更严重的是会造成输电线仅会危害到整个配电系统及用户端的设备、更严重的是会造成输电线路维修人员的生命安全。路维修人员的生命安全。 目前，分布式电源日趋增长，尤其是太阳能发电

35、更是发展迅速，目前，分布式电源日趋增长，尤其是太阳能发电更是发展迅速，当有许多光伏并网系统同时向公共电网供电时，发生孤岛效应的机率当有许多光伏并网系统同时向公共电网供电时，发生孤岛效应的机率也随之增加。因此，解决孤岛问题显得尤为重要，应当寻求行之有效也随之增加。因此，解决孤岛问题显得尤为重要，应当寻求行之有效的方法来防止孤岛效应的发生。的方法来防止孤岛效应的发生。 孤岛效应检测技术在并网逆变器侧主要可分为主动式检测、被动孤岛效应检测技术在并网逆变器侧主要可分为主动式检测、被动式检测和电网侧检测。被动式检测对电网无干扰，输出电能质量无影式检测和电网侧检测。被动式检测对电网无干扰，输出电能质量无影

36、响，但当负载和逆变器输出功率匹配，存在较大的检测盲区；而且检响，但当负载和逆变器输出功率匹配，存在较大的检测盲区；而且检测时间长，需要同主动式检测相结合。测时间长，需要同主动式检测相结合。8.5 光伏并网逆变器的测试方法及标准光伏并网逆变器的测试方法及标准 光伏并网逆变器测试方法以单相并网逆变器为例进行说明，三相光伏并网逆变器测试方法以单相并网逆变器为例进行说明，三相并网逆变器可以此参照进行。并网逆变器可以此参照进行。 以下测试方法中以下测试方法中100%100%额定交流输出功率通过提供给逆变器足够的额定交流输出功率通过提供给逆变器足够的输入功率来获得，输入功率来获得，50%50%66%66%

37、额定交流输出功率通过调节直流输入源来额定交流输出功率通过调节直流输入源来获得，获得，25%25%33%33%额定交流输出功率通过控制策略限制逆变器的输出来额定交流输出功率通过控制策略限制逆变器的输出来获得。若允许输出的最小功率大于额定交流输出功率的获得。若允许输出的最小功率大于额定交流输出功率的33%33%，用允许，用允许输出的最小功率进行试验。输出的最小功率进行试验。8.5.1 8.5.1 逆变器测试环境条件逆变器测试环境条件 除非另有规定，测量和试验在以下条件下进行。除非另有规定，测量和试验在以下条件下进行。 温度：温度：15153535。 相对湿度：相对湿度：45%45%75%75%。 气压：气压：8686106kPa106kPa。8.5 光伏并网逆变器的测试方法及标准光伏并网逆变器的测试方法及标准