并网-低电压穿越与孤岛并存分析

孤岛保护和低电压穿越独立分析

在逆变器并网运行时，会不断通过频率偏移、无功扰动等主动式孤岛保护方式以及检测电网电压频率和电网电压幅值是否超出规定值等被动式防孤岛保护方式来判断自身是否处于孤岛状态。一旦判断为孤岛状态，逆变器立即停机，并向外发出故障警报，同时等待电网恢复正常。持续 5min 之后，逆变器重新并网。
其具体判断逻辑如下：
逆变器开始并网运行时，首先进行正常的并网电压外环与电流内环控制，进行主动扰动（如无功扰动和频率扰动），然后检测四项内容：一是检测三相电网电压值是否在 80%~115%之间，若是，则回到开始的正常并网电压外环与电流内环控制，若不是，则进行小于等于 2s 欠压保护且检测电网电压值是否恢复到正常值=（80%-115%），恢复正常值后保持 5min 再回到正常并网电压外环与电流内环控制；二是检测电网三相电压不平衡度是否低于 4%，若是，则回到开始的正常并网电压外环与电流内环控制，若不是，则进行小于等于 2s 保护且检测三相电网电压不平衡度是否恢复到正常值（低于 4%），恢复正常值后保持 5min 再回到正常并网电压外环与电流内环控制；三是检测电网频率值是否在47.5-51.5Hz 之间，若不是，小于等于 0.2s 过欠频保护且检测电网频率是否恢复到正常值，恢复正常值后再回到正常并网电压外环与电流内环控制，若是，再检测三相电网电压相位是否互差 20°且误差在 10°之内，依据结果决定回到正常并网电压外环与电流内环控制或者进行小于等于 0.2s 保护且检测电网相位差是否恢复到正常值；四是检测电网相电压与相电流之间的相位偏差是否在 25°以内，若是，则回到正常并网电压外环与电流内环控制，若不是则进行小于等于 0.2s 保护，5min 后重新启动。

低电压穿越的动作条件以及动作后逆变器的工作状态如下：
逆变器并网运行时，首先会对电网电压是否发生跌落进行实时检测。依据检测到的结果，如果跌落后的电压低于额定值的 20%，则需要进行电压保护；若跌落至 20%到 90%之间时，就需要逆变器对电网发送无功以支撑补充电网电压，即进行低电压穿越控制。同时，要注意电网电压是否恢复以及低电压持续时间是否超过规定值，来决定是否进行欠压保护。直到电网电压恢复最终逆变器正常并网运行。

低电压穿越和防孤岛保护共存的可行性

要想实现逆变器中低电压穿越和防孤岛保护共存，我们需要电网欠压保护的最大分闸时间与低电压穿越的时间要求相符。另外电网电压跌落或者恢复的瞬间，电网频率也容易发生大的改变，此时被动式孤岛保护方式也有可能因为这种频率的变化而认为光伏并网系统处于孤岛状态，从而进行防孤岛保护。
因而，我们需要避免在电压跌落或恢复的暂态进行被动式的孤岛保护，防止防孤岛保护方式对光伏并网系统是否处于孤岛状态发生误判。或者尝试在电压跌落或者恢复的瞬间切断孤岛保护功能，等到电网电压恢复稳定后再行恢复。也就是说，在低电压稳态时通过主动式防孤岛方式来判断光伏并网系统是否处于孤岛状态,并进行低电压穿越。其逻辑关系如下：
逆变器并网运行过程中，同时采用主动式以及被动式防孤岛保护方式来判断并网系统是否处于孤岛状态，若是，则启动防孤岛保护模式，逆变器停机，若不是，则继续对电网电压是否发生跌落进行判断，若不是，则并网系统没有出现问题，正常运行即可，若判断电网电压发生了跌落，马上检测电网电压量是否低于额定电压的 20%，若是，则开启欠压保护并且逆变器停机，否则，就说明电网电压在 20%~90%之间，进行低电压穿越控制，向电网进行无功补偿，于是通过主动式及被动式防孤岛保护判断是否处于孤岛状态，若是则启动防孤岛保护模式，逆变器停机，否则检测电网电压是否恢复至额定电压的 90%，若是，则正常并网，否则低电压持续时间是否超过标准规定值，若是，则说明需要启动欠压保护，开启逆变器停机，否则重新判断电网电压在 20%-90%之间，进行低电压穿越控制，向电网进行无功补偿，并重复上述流程，直至电网电压恢复至额定电压的 90%，表明可以正常并网。