LPC2131新能源发电系统中的逆变与并网技术研究(13)
依据市电检测的控制流程，可以根据实际需求来设定其检测频率也可以设定检测时的输出电流振幅。具体的实施方法是在电网频率50Hz的情况下，每隔0.2秒将并网指令电流的幅值设定为正常值的1/2，并文持两个周期，以防止误判。电网电压和并网输出电流每0.2秒检测一次。
仿真原理图如图4.18所示。
图4.18 电流变动检测原理图
当电网正常时负载电流、逆变器输出电流、电网电流以及负载电压的波形如图4.19所示。
时间（s）
图4.19 电网正常时的负载电流、逆变器输出电流、电网电流以及逆变器输出电压
设置0.2s时电网断电，则负载电流、逆变器输出电流、电网电流以及负载电压的波形如图4.20所示。
时间（s）
图4.20 电网断电时的负载电流、逆变器输出电流、电网电流以及逆变器输出电压
由图4.20可知，当电网断电后，由于输出电流不变，并网系统继续工作，在检测点2处，由于人为将并网指令电流降低了1/2，所以造成了交流电压的明显下降，欠电压保护电路很容易就判断出电网断电并立刻关闭逆变器的输出，能很好地实现反孤岛效应。这种方法的优点在于不但避免了采用频率偏移方法造成的系统不稳定现象，也避免了采用负载变动方式可能导致的成本增加和系统误动作。具有较高的实用价值。
4.3.2 并入电容检测法
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。其原理图如图4.21所示。仿真波形如图4.22所示。
图4.21 并入电容检测法原理图
当电网正常时逆变器输出电流、逆变器输出电压的波形如图4.22所示。
时间（s）
图4.22电网正常时逆变器输出电流以及逆变器输出电压
并入电容的仿真波形如图4.23所示，图中所显示的分别是逆变器输出电流和逆变器输出电压的波形。
时间（s）
图4.23 并入电容检测法仿真波形
由图4.23可知。在0.12s时电网断电的同时，并入电容运行，逆变器的输出电流仍然能够跟踪参考电流正常输出。而逆变器的输出电压在0.12s后的第一个周期内发生了电压和频率扰动，此后，由于电容的并入，逆变器输出电压滞后于逆变器输出电流。光伏发电系统能够迅速检测到这一扰动而解除与市电的并联。
5 总体方案设计
本章主要介绍几种适用于光伏发电系统的逆变器，通过比较确定了主电路的拓扑结构，同时介绍主电路的控制策略。
5.1 总体方案
一般的光伏发电系统的组成框图如图5.1所示
图5.1光伏发电系统组成框图
所研究的是DC/AC逆变环节的设计及其控制策略，电路组成框图如图5.2所示：
图5.2 电路组成框图
5.2 主电路拓扑选择
图5.3所示的（a）、（b）、（c）都是单相逆变器的拓扑结构，他们都是单相逆变器常用的拓扑结构。依结构可知知，图(a)是半桥式单相逆变器拓扑，图(b)是双降压式半桥单相逆变器拓扑，图(c)是全桥式单相逆变器拓扑[ ]。
（a） 半桥式单相逆变器
（b）双降压式式半桥单相逆变器
（c）全桥式单相逆变器
图5.3 单相逆变器的拓扑结构
它们有各自的优缺点，半桥式逆变器的优点在于：电路结构简单、便于控制；其缺点在于：直流电压利用率低，一般适应于中小容量场合。