CN104678326A - 光伏并网逆变器低电压穿越与孤岛效应检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光伏并网逆变器低电压穿越与孤岛效应检测方法及装置，其特征在于：包括步骤：1)在正常并网情况，通过功率分析仪测得电网模拟器在电压跌落前的三相电压，记幅值为Am；2)通过功率分析仪测得电网模拟器在电压跌落后一个正弦电压周期内的峰值点或最小值点，利用峰值点或最小值点，计算出电压跌落幅值A_i,(i＝a,b,c)；3)计算出每相电压跌落后的电压幅值A_i,(i＝a,b,c)，对应的时间段为T_AB与T_CD，每相电压跌落的深度A_iv为：本发明可以在电网电压三相不平衡时检测出单相电压幅值，能进行选择性测试，满足逆变器容量要求，操作简单，成本低廉、可靠性高。

Description

光伏并网逆变器低电压穿越与孤岛效应检测方法及装置

技术领域

本发明涉及一种光伏并网逆变器低电压穿越与孤岛效应检测方法及装置，属于光伏发电技术领域。

背景技术

低电压穿越功能是指当电网电压跌落时并网逆变器能够正常并网一段时间，“穿越”这个低电压时间(区域)直到电网恢复正常；孤岛效应保护是指当电网断电时并网逆变器应立即停止并网发电，保护时间不超过2秒。可以看出，孤岛效应保护与低电压穿越是相互矛盾的，两种功能不能同时并存，需要根据电站规模和要求进行选择，一般原则如下：

对于小型光伏电站，并网逆变器在电网中所占的容量较小，对电网的影响较小，在电网故障时不会对电网的稳定性产生实质性的影响，所以应具备快速监测孤岛且立即断开与电网连接的能力，即此时并网逆变器应选择孤岛效应保护功能。

对于大中型光伏电站，并网逆变器在电网中所占的容量较大，对电网的影响较大，在电网故障时不会对电网的稳定性产生实质性的影响，所以应具备一定的低电压穿越能力，即此时并网逆变器应选择低电压穿越功能。

而目前的光伏逆变器低电压穿越检测装置和孤岛检测装置都无法满足两者皆可检测的要求，这会造成在对于分别具有低电压穿越和反孤岛效应特性的逆变器进行检测时带来不便，需要同时具有这两种检测装置，大大增加了人力物力和时间。

传统的低电压检测方法有有效值电压检测方法，峰值电压检测方法，傅里叶变换法和坐标变换法。这些方法有很多缺陷，比如检测时间过长以及在不对称电压跌落时的不精确性。此外，这些方法不能满足相角发生变化时所要求的检测速度和精确性。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明提供一种光伏并网逆变器低电压穿越与孤岛效应检测方法及装置，解决了不能同时检测低电压穿越与孤岛效应的问题及电网不平衡电压跌落时检测不准确性问题。

为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：。

一种光伏并网逆变器低电压穿越与孤岛效应综合检测装置，其特征是：包括可调直流电源DC、待测逆变器、与待测逆变器相连的三个逆变器侧断路器QF3、与所述QF3分别相连的三个无励磁分接开关WL1、对称式三相无源电抗器、三个无励磁分接开关WL2、与所述WL2相连的电网侧断路器QF4、与所述QF4相连的电网模拟器，无励磁分接开关WL4、与所述WL4相连的短路断路器QF1、与短路断路器QF1并联的短路断路器QF2，与所述QF1和QF2的并联电路串联的故障选择切换器、与所述三个WL1接头分别连接的三个开关K1、与所述三个开关K1分别串联的三个开关K3、开关K2、交流负载、电源侧功率分析仪和功率分析仪；

所述交流负载与开关K2串联后并联连接到开关K1与K3之间，另一端接地；所述故障选择切换器的另一端接地；所述待测逆变器和QF3串联后与电源侧功率分析仪并联；所述QF4与电网模拟器串联后与功率分析仪并联；

所述对称式三相无源电抗器每一相包括短路电抗组和限流电抗组；所述短路电抗组和限流电抗组分别包括若干电感器；所述短路电抗组的B端和限流电抗组的C端通过无励磁分接开关WL3连接；所述WL1的接头选择连接所述短路电抗组的B端，所述短路电抗组的A端和限流电抗组的D端设置若干抽头，所 述抽头通过无励磁分接开关分别与所述WL4和WL2选择连接。

前述的一种光伏并网逆变器低电压穿越与孤岛效应综合检测装置，其特征是，所述故障选择切换器包括十个档位，用于模拟故障形式，所述故障形式包括A相接地短路，B相接地短路，C相接地短路，AB两相接地短路，BC两相接地短路，CA两相接地短路，AB相间短路，BC相间短路，CA相间短路，ABC三相对称短路。

前述的一种光伏并网逆变器低电压穿越与孤岛效应综合检测装置，其特征是，所述短路电抗组和限流电抗组中的电感器数量相同。

前述的一种光伏并网逆变器低电压穿越与孤岛效应综合检测装置，其特征是，低电压穿越检测时，所述三个无励磁分接开关WL1分别与三个所述短路电抗组中电感器的B端相连；所述短路电抗组中电感器的A端与所述无励磁分接开关对应接头相连，所述无励磁分接开关与所述无励磁分接开关WL4的对应接头相连；所述短路电抗组的电感器的B端与所述无励磁分接开关WL3的对应接头相连；所述限流电抗组的电感器的D端与无励磁分接开关对应接头连接后与所述WL2相连。

前述的一种光伏并网逆变器低电压穿越与孤岛效应综合检测装置，其特征是，孤岛效应检测时，所述三个无励磁分接开关WL1的接头与所述开关K1分别相连；所述三个开关K3分别与所述无励磁分接开关WL2对应接头相连。

前述的一种光伏并网逆变器低电压穿越与孤岛效应综合检测装置，其特征是，所述交流负载为RLC交流负载。

一种光伏并网逆变器低电压穿越与孤岛效应检测方法，其特征在于：包括步骤：

1)在正常并网情况，通过功率分析仪测得电网模拟器在电压跌落前的三相电压，记幅值为A_m；

2)当逆变器处于低电压穿越或孤岛效应环境下时，通过功率分析仪测得电网模拟器在电压跌落后一个正弦电压周期内的峰值点或最小值点，当电压最小 值点先被追踪到时，设电网故障时电压跌落点为A，最先跟踪到的最小值点为B，最小值点B为零点，通过功率分析仪测得点A的时间T_A和点B的时间T_B以及点A、B间的时间T_AB，点B的电压瞬时值表达式为：

${\stackrel{\·}{U}}_B=U_m^{*}\sin \left(\mathrm{\ω}{t}_B\right)---\left(1\right)$

其中，ω为角频率，为功率分析仪显示的电压跌落后的电压幅值；

点A的瞬时值，即电压跌落后的电压幅值表达式：

$\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{U}}_A=U_m^{*}\sin \left({\mathrm{\ωt}}_A\right)=U_m^{*}\sin \left(\mathrm{\ω}(t_B-T_{\mathrm{AB}})\right)\\ =U_m^{*}\sin \left({\mathrm{\ωt}}_B\right)\cos \left({\mathrm{\ωT}}_{\mathrm{AB}}\right)-U_m^{*}\cos \left({\mathrm{\ωt}}_B\right)\sin \left({\mathrm{\ωT}}_{\mathrm{AB}}\right)\end{array}---\left(2\right)$

式中ω和T_AB为瞬时值，sin(ωT_AB)和cos(ωT_AB)也为瞬时值，B点为零点， 为零，是的导数，通过公式(2)可知电压跌落后的电压幅值为

若电网模拟器电压跌落后一个正弦电压周期内的峰值点先被追踪到，设电网故障时电压跌落点为C，最先跟踪到的峰值点为D，通过功率分析仪测得点C的时间T_C和点D的时间T_D以及点C、D间的时间T_CD，点C的瞬时值表达式为：

$\stackrel{\·}{U}c=U_m^{*}\sin \left({\mathrm{\ωt}}_C\right)---\left(3\right)$

其中，ω为角频率，为功率分析仪显示的电压跌落后的电压幅值；

点D的瞬时值，即电压跌落后的电压幅值表达式：

$\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{U}}_D=U_m^{*}\sin \left({\mathrm{\ωt}}_D\right)=U_m^{*}\sin \left(\mathrm{\ω}(t_C-T_{\mathrm{CD}})\right)\\ =U_m^{*}\sin \left({\mathrm{\ωt}}_C\right)\cos \left({\mathrm{\ωT}}_{\mathrm{CD}}\right)-U_m^{*}\cos \left({\mathrm{\ωt}}_C\right)\sin \left({\mathrm{\ωT}}_{\mathrm{CD}}\right)\end{array}---\left(4\right)$

3)计算出每相电压跌落后的电压幅值A_i,(i＝a,b,c)，对应的时间段为T_AB与T_CD，每相电压跌落的深度A_iv为：

$A_{\mathrm{iv}}=\frac{A_m-A_i}{A_m},i=a,b,c---\left(5\right)$

4)通过电源测功率分析仪若检测到当电网电压跌落时待测逆变器的输出电 压减小的幅度与计算出的电网跌落深度A_iv相同时则判断待测逆变器具备低电压穿越能力，如果检测到当电网电压跌落时待测逆变器输出电压为零则判断待测逆变器不具备低电压穿越能力；

通过电源测功率分析仪若检测到当电网电压跌落时待测逆变器的输出电压减小的幅度与计算出的电网跌落深度A_iv相同时且逆变器停止时间小于2秒则判断待测逆变器具备孤岛效应保护能力；如果检测到当电网电压跌落时电网跌落深度A_iv相同且待测逆变器停止时间大于2秒则判断待测逆变器不具备孤岛效应保护能力。

本发明所达到的有益效果：

(1)检测装置具备光伏并网逆变器的低电压穿越和反孤岛效应的检测能力，其能够针对光伏并网逆变器所具有的低电压穿越能力和反孤岛效应能力进行选择性测试；

(2)对于具备快速监测孤岛且立即断开与电网连接能力的小型光伏电站中的并网逆变器，可以通过可调RLC交流负载模拟孤岛效应的环境；对于具备低电压穿越能力的大型光伏电站中的并网逆变器，可以通过接入对称式无源电抗器，模拟电压的跌落；

(3)在实现低电压穿越检测功能时采用的对称式三相无源电抗器能够满足各种逆变器容量，操作简单；

(4)采用了用于变压器切换的无励磁开关切换电抗器各个接头，最大程度上减少了使用断路器的成本，由于无励磁开关只能投入一个档位，在一定程度上减少了由于断路器误合闸造成的电抗器短路，增加了装置的可靠性。

(5)本发明的检测方法可以在电网电压三相不平衡时检测出每相电压幅值，且只要检测电压跌落点到零点或峰值点间的时间，因此检测时间短，检测结果更精确

附图说明

图1是检测装置电路原理图；

图2是低电压穿越检测功能原理图；

图3是故障类型选择原理图；

图4是孤岛检测功能原理图；

图5是对称式三相无源电抗器详细连接示意图；

图6是低电压穿越检测环境方法流程图；

图7是孤岛效应检测环境方法流程图；

图中附图标记的含义：1-待测逆变器；2-故障选择切换器；QF1-短路断路器；QF2-短路断路器；QF3-逆变器侧断路器；QF4-电网侧断路器；DC-可编程直流电源；3-功率分析仪；4-对称式三相无源电抗器；5-交流负载；6-电网模拟器；7-电源侧功率分析仪。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示，一种光伏并网逆变器低电压穿越与孤岛效应综合检测装置，其特征是：包括可调直流电源DC、待测逆变器1、与待测逆变器1相连的三个逆变器侧断路器QF3、与所述QF3分别相连的三个无励磁分接开关WL1、对称式三相无源电抗器4、三个无励磁分接开关WL2、与所述WL2相连的电网侧断路器QF4、与所述QF4相连的电网模拟器6，无励磁分接开关WL4、与所述WL4相连的短路断路器QF1、与短路断路器QF1并联的短路断路器QF2，与所述QF1和QF2的并联电路串联的故障选择切换器2、与所述三个WL1接头分别连接的三个开关K1、与所述三个开关K1分别串联的三个开关K3、开关K2、交流负载5、电源侧功率分析仪7和功率分析仪3；

所述RLC交流负载5与开关K2串联后并联连接到开关K1与K3之间，另一端接地；所述故障选择切换器2的另一端接地；所述待测逆变器1和QF3串联后与电源侧功率分析仪7并联；所述QF4与电网模拟器6串联后与功率分析仪3并联；

对称式三相无源电抗器4用于实现电网电压的跌落；所述对称式三相无源电抗器4每一相包括短路电抗组和限流电抗组；所述短路电抗组和限流电抗组分别包括若干电感器；所述短路电抗组的B端和限流电抗组的C端通过无励磁分接开关WL3连接；所述WL1的接头选择连接所述短路电抗组的B端，所述短路电抗组的A端和限流电抗组的D端设置若干抽头，所述抽头通过无励磁分接开关(如WL5-WL10)分别与所述WL4和WL2选择连接。所述短路电抗组和限流电抗组中的电感器数量相同。

如图3所示，所述故障选择切换器2包括十个档位，用于模拟故障形式，所述故障形式包括A相接地短路，B相接地短路，C相接地短路，AB两相接地短路，BC两相接地短路，CA两相接地短路，AB相间短路，BC相间短路，CA相间短路，ABC三相对称短路。

如图2所示，低电压穿越检测时，所述三个无励磁分接开关WL1分别与三个所述短路电抗组中电感器的B端相连；所述短路电抗组中电感器的A端与所述无励磁分接开关对应接头相连，所述无励磁分接开关与所述无励磁分接开关WL4的对应接头相连；所述短路电抗组的电感器的B端与所述无励磁分接开关WL3的对应接头相连；所述限流电抗组的电感器的D端与无励磁分接开关对应接头连接后与所述WL2相连。短路电抗组用于引起电压跌落，限流电抗组用于配合电压跌落的深度；无励磁分接开关WL5-WL10用于调节短路电抗组与限流电抗组中电感器的排列组合。

如图4所示，孤岛效应检测时，所述三个无励磁分接开关WL1的接头与所述开关K1分别相连；所述三个开关K3分别与所述无励磁分接开关WL2对应接头相连。

所述交流负载5为RLC交流负载。图5为对称式三相无源电抗器详细连接示意图。

如图6所示，一种光伏并网逆变器低电压穿越与孤岛效应检测方法，其特征在于：包括步骤：

1)在正常并网情况，通过功率分析仪测得电网模拟器在电压跌落前的三相电压，记幅值为Am；

2)当逆变器处于低电压穿越和孤岛效应环境下时，通过功率分析仪测得电网模拟器在电压跌落后一个正弦电压周期内的峰值点或最小值点，当电压最小值点先被追踪到时，设电网故障时电压跌落点为A，最先跟踪到的最小值点为B，最小值点B为零点，通过功率分析仪测得点A的时间T_A和点B的时间T_B以及点AB间的时间T_AB，点B的电压瞬时值表达式为：

${\stackrel{\·}{U}}_B=U_m^{*}\sin \left(\mathrm{\ω}{t}_B\right)---\left(1\right)$

其中，ω为角频率，为功率分析仪显示的电压跌落后的电压幅值；

点A的瞬时值，即电压跌落后的电压幅值表达式：

$\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{U}}_A=U_m^{*}\sin \left({\mathrm{\ωt}}_A\right)=U_m^{*}\sin \left(\mathrm{\ω}(t_B-T_{\mathrm{AB}})\right)\\ =U_m^{*}\sin \left({\mathrm{\ωt}}_B\right)\cos \left({\mathrm{\ωT}}_{\mathrm{AB}}\right)-U_m^{*}\cos \left({\mathrm{\ωt}}_B\right)\sin \left({\mathrm{\ωT}}_{\mathrm{AB}}\right)\end{array}---\left(2\right)$

因为式中ω和T_AB为瞬时值，所以sin(ωT_AB)和cos(ωT_AB)也都为瞬时值，因为B点为零点，所以为零，是的导数，通过公式(2)可知电压跌落后的电压幅值即为

若电网模拟器电压跌落后一个正弦电压周期内的峰值点先被追踪到，设电网故障时电压跌落点为C，最先跟踪到的峰值点为D，通过功率分析仪测得点C的时间T_C和点D的时间T_D以及点CD间的时间T_CD，点C的瞬时值表达式为：

$\stackrel{\·}{U}c=U_m^{*}\sin \left({\mathrm{\ωt}}_C\right)---\left(3\right)$

其中，ω为角频率，为功率分析仪显示的电压跌落后的电压幅值；

点D的瞬时值，即电压跌落后的电压幅值表达式：

$\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{U}}_D=U_m^{*}\sin \left({\mathrm{\ωt}}_D\right)=U_m^{*}\sin \left(\mathrm{\ω}(t_C-T_{\mathrm{CD}})\right)\\ =U_m^{*}\sin \left({\mathrm{\ωt}}_C\right)\cos \left({\mathrm{\ωT}}_{\mathrm{CD}}\right)-U_m^{*}\cos \left({\mathrm{\ωt}}_C\right)\sin \left({\mathrm{\ωT}}_{\mathrm{CD}}\right)\end{array}---\left(4\right)$

3)计算出每相电压跌落后的电压幅值A_i,(i＝a,b,c)，对应的时间段为T_AB与 T_CD，每相电压跌落的深度A_iv为：

$A_{\mathrm{iv}}=\frac{A_m-A_i}{A_m},i=a,b,c---\left(5\right)$

通过电源测功率分析仪若检测到当电网电压跌落时待测逆变器的输出电压减小的幅度与计算出的电网跌落深度A_iv相同时则判断待测逆变器具备低电压穿越能力，如果检测到当电网电压跌落时待测逆变器输出电压为零则判断待测逆变器不具备低电压穿越能力。

通过电源测功率分析仪若检测到当电网电压跌落时待测逆变器的输出电压减小的幅度与计算出的电网跌落深度A_iv相同时且逆变器停止时间小于2秒则判断待测逆变器具备孤岛效应保护能力，如果检测到当电网电压跌落时电网跌落深度A_iv相同且待测逆变器停止时间大于2秒则判断待测逆变器不具备孤岛效应保护能力。

实施过程为： 

如图1所示，正常并网环境下，可调直流电源DC连接待测逆变器1、逆变器侧断路器QF3、无励磁分接开关WL1、开关K1，开关K3、无励磁分接开关WL2，电网侧断路器QF4，电网模拟器6相连，模拟逆变器正常并入电网。

低电压穿越检测过程：如图2所示，使装置先处于正常并网环境下，待测逆变器1额定输出功率达到低电压穿越检测要求后，将对称式三相无源电抗器4串入检测回路，即根据光伏并网逆变器容量大小计算所用电抗器的值，通过无励磁分接开关WL1-WL10来选择适当的无源电抗器与无励磁分接开关的触头，将故障选择切换器2调到欲发生的一种故障类型，运行稳定后闭合短路断路器QF1，通过电源侧功率分析仪7测得待测逆变器的交流出口侧的电压跌落至预定值，打开短路断路器QF1，电压恢复到正常值；如需模拟线路重合闸失败引起的电网二次跌落，则在打开短路断路器QF1的一段时间后闭合短路断路器QF2，待测逆变器电压出口侧的电压重新跌落至预定值，电网电压恢复；通过电源测功率分析仪7若检测到当电网电压跌落时待测逆变器1的输出电压减小的 幅度与公式(4)计算出的电网跌落深度A_iv相同时则判断待测逆变器1具备低电压穿越能力，如果检测到当电网电压跌落时待测逆变器1输出电压为零则判断待测逆变器1不具备低电压穿越能力。

孤岛效应检测过程：如图4所示，使装置先处于正常并网环境下，然后将无励磁分接开关WL1与开关K1相连；开关K3与无励磁分接开关WL2相连；闭合K1、K3，通过调节可调直流电源DC确定待测逆变器1的实际输出功率，通过电源侧功率分析仪7记录有功功率与无功功率数据，断开K1；然后闭合K2，通过调节RLC交流负载5的参数，使其有功功率与无功功率等于电源侧功率分析仪7已记录的数据示数的相反数；再将开关K1闭合，理论上功率分析仪的有功、无功示数应都为零，即本地负载消耗的功率和逆变器输出功率相匹配；然后将K3断开进行孤岛检测，记录待测逆变器1从K3断开到待测逆变器1停止运行所需要的时间；通过电源测功率分析仪7若检测到当电网电压跌落时待测逆变器1的输出电压减小的幅度与计算出的电网跌落深度A_iv相同时且逆变器停止时间小于2秒则判断待测逆变器1具备孤岛效应保护能力，如果检测到当电网电压跌落时电网跌落深度A_iv相同且待测逆变器1停止时间大于2秒则判断待测逆变器1不具备孤岛效应保护能力。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种光伏并网逆变器低电压穿越与孤岛效应综合检测装置，其特征是：包括可调直流电源DC、待测逆变器(1)、与待测逆变器(1)相连的三个逆变器侧断路器QF3、与所述QF3分别相连的三个无励磁分接开关WL1、对称式三相无源电抗器(4)、三个无励磁分接开关WL2、与所述WL2相连的电网侧断路器QF4、与所述QF4相连的电网模拟器(6)，无励磁分接开关WL4、与所述WL4相连的短路断路器QF1、与短路断路器QF1并联的短路断路器QF2，与所述QF1和QF2的并联电路串联的故障选择切换器(2)、与所述三个WL1接头分别连接的三个开关K1、与所述三个开关K1分别串联的三个开关K3、开关K2、交流负载(5)、电源侧功率分析仪(7)和功率分析仪(3)；

所述交流负载(5)与开关K2串联后并联连接到开关K1与K3之间，另一端接地；所述故障选择切换器(2)的另一端接地；所述待测逆变器(1)和QF3串联后与电源侧功率分析仪(7)并联；所述QF4与电网模拟器(6)串联后与功率分析仪(3)并联；

所述对称式三相无源电抗器(4)每一相包括短路电抗组和限流电抗组；所述短路电抗组和限流电抗组分别包括若干电感器；所述短路电抗组的B端和限流电抗组的C端通过无励磁分接开关WL3连接；所述WL1的接头选择连接所述短路电抗组的B端，所述短路电抗组的A端和限流电抗组的D端设置若干抽头，所述抽头通过无励磁分接开关分别与所述WL4和WL2选择连接。

2.根据权利要求1所述的一种光伏并网逆变器低电压穿越与孤岛效应综合检测装置，其特征是，所述故障选择切换器(2)包括十个档位，用于模拟故障形式，所述故障形式包括A相接地短路，B相接地短路，C相接地短路，AB两相接地短路，BC两相接地短路，CA两相接地短路，AB相间短路，BC相间短路，CA相间短路，ABC三相对称短路。

3.根据权利要求1所述的一种光伏并网逆变器低电压穿越与孤岛效应综合检测装置，其特征是，所述短路电抗组和限流电抗组中的电感器数量相同。

4.根据权利要求1所述的一种光伏并网逆变器低电压穿越与孤岛效应综合检测装置，其特征是，低电压穿越检测时，所述三个无励磁分接开关WL1分别与三个所述短路电抗组中电感器的B端相连；所述短路电抗组中电感器的A端与所述无励磁分接开关对应接头相连，所述无励磁分接开关与所述无励磁分接开关WL4的对应接头相连；所述短路电抗组的电感器的B端与所述无励磁分接开关WL3的对应接头相连；所述限流电抗组的电感器的D端与无励磁分接开关对应接头连接后与所述WL2相连。

5.根据权利要求1所述的一种光伏并网逆变器低电压穿越与孤岛效应综合检测装置，其特征是，孤岛效应检测时，所述三个无励磁分接开关WL1的接头与所述开关K1分别相连；所述三个开关K3分别与所述无励磁分接开关WL2对应接头相连。

6.根据权利要求1所述的一种光伏并网逆变器低电压穿越与孤岛效应综合检测装置，其特征是，所述交流负载(5)为RLC交流负载。

7.一种光伏并网逆变器低电压穿越与孤岛效应检测方法，其特征在于：包括步骤：

1)在正常并网情况，通过功率分析仪测得电网模拟器在电压跌落前的三相电压，记幅值为A_m；

2)当逆变器处于低电压穿越或孤岛效应环境下时，通过功率分析仪测得电网模拟器在电压跌落后一个正弦电压周期内的峰值点或最小值点，当电压最小值点先被追踪到时，设电网故障时电压跌落点为A，最先跟踪到的最小值点为B，最小值点B为零点，通过功率分析仪测得点A的时间T_A和点B的时间T_B以及点A、B间的时间T_AB，点B的电压瞬时值表达式为：

${\stackrel{.}{U}}_B=U_m^{*}\sin \left(\mathrm{\ω}{t}_B\right)---\left(1\right)$

其中，ω为角频率，为功率分析仪显示的电压跌落后的电压幅值；

点A的瞬时值，即电压跌落后的电压幅值表达式：

$\begin{array}{c}{\stackrel{.}{U}}_A=U_m^{*}\sin \left(\mathrm{\ω}{t}_A\right)=U_m^{*}\sin \left(\mathrm{\ω}(t_B-T_{\mathrm{AB}})\right)\\ =U_m^{*}\sin \left(\mathrm{\ω}{t}_B\right)\cos \left(\mathrm{\ω}{T}_{\mathrm{AB}}\right)-U_m^{*}\cos \left(\mathrm{\ω}{t}_B\right)\sin \left(\mathrm{\ω}{T}_{\mathrm{AB}}\right)\end{array}---\left(2\right)$

式中ω和T_AB为瞬时值，sin(ωT_AB)和cos(ωT_AB)也为瞬时值，B点为零点，为零，是的导数，通过公式(2)可知电压跌落后的电压幅值为 ${\stackrel{.}{U}}_A=U_m^{*}\sin \left(T_{\mathrm{AB}}\right);$

若电网模拟器电压跌落后一个正弦电压周期内的峰值点先被追踪到，设电网故障时电压跌落点为C，最先跟踪到的峰值点为D，通过功率分析仪测得点C的时间T_C和点D的时间T_D以及点C、D间的时间T_CD，点C的瞬时值表达式为：

$\stackrel{.}{\mathrm{Uc}}=U_m^{*}\sin \left(\mathrm{\ω}{t}_C\right)$

其中，ω为角频率，为功率分析仪显示的电压跌落后的电压幅值；

点D的瞬时值，即电压跌落后的电压幅值表达式：

$\begin{array}{c}{\stackrel{.}{U}}_D=U_m^{*}\sin \left(\mathrm{\ω}{t}_D\right)=U_m^{*}\sin \left(\mathrm{\ω}(t_C+T_{\mathrm{CD}})\right)\\ =U_m^{*}\sin \left(\mathrm{\ω}{t}_C\right)\cos \left(\mathrm{\ω}{T}_{\mathrm{CD}}\right)+U_m^{*}\cos \left(\mathrm{\ω}{t}_C\right)\sin \left(\mathrm{\ω}{T}_{\mathrm{CD}}\right)\end{array}---\left(4\right)$

3)计算出每相电压跌落后的电压幅值A_i,(i＝a,b,c)，对应的时间段为T_AB与T_CD，每相电压跌落的深度A_iv为：

$\begin{array}{cc}{A}_{\mathrm{iv}}=\frac{A_m-A_i}{A_m}& i=a,b,c\end{array}---\left(5\right)$

4)通过电源测功率分析仪若检测到当电网电压跌落时待测逆变器的输出电压减小的幅度与计算出的电网跌落深度A_iv相同时则判断待测逆变器具备低电压穿越能力，如果检测到当电网电压跌落时待测逆变器输出电压为零则判断待测逆变器不具备低电压穿越能力；

通过电源测功率分析仪若检测到当电网电压跌落时待测逆变器的输出电压减小的幅度与计算出的电网跌落深度A_iv相同时且逆变器停止时间小于2秒则判断待测逆变器具备孤岛效应保护能力；如果检测到当电网电压跌落时电网跌落深度A_iv相同且待测逆变器停止时间大于2秒则判断待测逆变器不具备孤岛效应保护能力。