LPC2131新能源发电系统中的逆变与并网技术研究(10)
b)电压谐波检测法（Voltage Harmonic Monitoring Method）
此方法适用于电流控制型变流器，因电流控制型变流器主要参考信号为市电电压，当市电故障时，并网逆变器的输出电流可能在电力变压器上产生失真的电压波形，而此失真的电压波形被采集再回授成为逆变器输出电流的参考波型，即会造成逆变器输出电压将含有较大的谐波成分，因此可由此点判断是否发生孤岛情况。
c)急剧相位偏移检测（Sudden Phase-Shift Detection）
此方法用以检测当市电突然断电时，电力逆变器的电压及电流相位差由负载决定，当相位偏移超过某一范围时，即表示市电发生故障，则将太阳能发电系统脱离市电网路。但若负载所造成的相位差并不大时，则无法检测出来 。
3.3.2 主动式检测方法
主动式检测方式是通过控制变流器输出或外加阻抗等方式主动扰动系统。当发生孤岛情况时，主动扰动将造成系统的不稳定，即使是在发电输出功率与负载功率平衡的状态，也会通过扰动破坏功率平衡状态，造成系统的电压、频率有明显变动，再通过控制单元检测出来而将太阳能发电系统与市电隔离，防止孤岛现象的发生。主动方法主要有下列几种方式:
a)输出电能变动方式
通过控制变流器的输出，施以系统周期性的有功电能或无功电能扰动，当市电中断时，由于系统夫去稳定的参考电源，扰动将造成系统电压或频率明显的变动，而检测出孤岛现象。
b)加入电感或电容
此方法是在电力系统输配线路上加装一电感或电容器，当市电中断或故障时，即将电感或电容器并入，通过无效功率破坏系统平衡状态，达到对电压、频率的扰动，使太阳能发电系统能检测到并与市电解除并联。其中插入的并联阻抗应容量小且短时间插入为宜，以免对系统造成过大影响而发生误动作。
c)自动频率偏移方式
此方式通过偏移市电电压采样信号的频率来做为变流器的输出电流频率，造成对系统频率的扰动，即而由频率保护电路来检出孤岛现象，但此法会造成会造成系统供电的不稳定以及输出功率因数降低的缺点。
被动式孤岛检测方法简单，对系统运行无影响，但当光伏发电系统功率与局部负载功率平衡时，该方法将失效；主动式孤岛检测精度高，检测盲区小，但当存在多个分布式电力系统时，检测效果下降。实际应用时应根据实际情况选择相应的检测方法。
4 基于Matlab的仿真实验
本章是基于Matlab的仿真实验，分别对单台逆变器，并网以及孤岛检测策略进行仿真，并分析仿真结果。
4.1 单台逆变器
4.1.1 基于调制法的单台逆变器
调制法单台逆变器仿真的电路图如图4.1所示。
图4.1 调制法单台逆变器的仿真电路图
图4.2为三角载波、正弦信号波以及所产生的SPWM波。
时间（s）
图4.2 三角载波、正弦信号波及SPWM波
根据截至频率的公式 ，取 =2mH， =6 ，得截止频率为1.45kHz。当载波频率为10kHz，负载为10 的电阻时，电流电压的波形如图4.3所示。
时间（s）
图4.3 电阻负载时逆变器输出电流电压的波形
此时输出电压和电流的波形接近正弦波，输出较理想。
当载波频率为10kHz，负载为10 的电阻和20mH的电感时，电流电压的波形如图4.4所示。
时间（s）
图4.4 阻感负载时逆变器输出电流电压的波形
由图4.4可知，由于是阻感负载，电流滞后于电压。滞后角度为 ，代入数据计算得滞后角度为5.7°。但此时输出电压的存在较大的纹波，是由于存在由开关效应引起的高次谐波。输出电压在第三个周期达到稳态。加大载波的频率，改为50 kHz，此时波形如图4.5所示。