多机光伏并网逆变器的孤岛检测技术

随着分布式发电的迅速发展,越来越多的可再生能源被转化为电能通过并网逆变器输送到电网。并网逆变器要求具备孤岛检测功能,通常对其输出施加一定的扰动以提高孤岛检测能力。目前对光伏并网逆变器的研究主要集中于单机,而本文从多机并网运行的角度对孤岛检测方法进行了研究。针对并网逆变器所常用的移频与移相两类主动孤岛检测技术在多逆变器并联工作下的相互联系及内在影响进行了深入分析。同时给出这两类方法下的逆变器孤岛检测设计注意事项及孤岛算法参数选取方法,从而为多机光伏并网逆变器孤岛检测提供了理论指导。     

主动移频法在光伏并网逆变器并联运行下的孤岛检测机理研究

孤岛检测是光伏并网逆变器所必备的功能。在各种孤岛检测技术中,主动移频法及改进后的带正反馈主动移频法被广泛采用。该类方法通过对逆变器输出电流的频率进行扰动来实现孤岛检测。目前针对该类方法的研究主要集中在单台逆变器。该文采用相位原理和基于负载品质因数与谐振频率坐标系的盲区空间理论,对多机并联工作方式下主动移频法及带正反馈的主动移频法之间的相互影响及孤岛检测有效性进行深入理论分析,揭示了多机并联下孤岛检测可靠性与工作条件的关系,仿真与实验验证了理论分析的正确性。     

频移法在逆变器并联工作时的孤岛检测分析

孤岛检测是光伏并网逆变器所必备的功能。在各种孤岛检测技术中,频移法是反孤岛策略中最常用的方案。该方法通过对逆变器输出电流的频率进行扰动来实现孤岛检测。目前针对频移法反孤岛策略的研究主要集中在单台逆变器。基于负载品质因数与谐振频率坐标系的不可检测区域(NDZ)理论,深入分析了3种频移策略在多机并联工作模式下的相互影响及NDZ变化规律,揭示了多机并联下孤岛检测有效性与工作条件的关系,并验证了理论分析的正确性。     

光伏并网逆变器的孤岛检测技术

以光伏逆变器为代表的各种并网逆变器通常要求具备孤岛检测功能.被动式的孤岛检测方法存在较大孤岛检测盲区.主动检测法提高了孤岛检测的可靠性,但其在并网逆变器的输出中施加了扰动,影响了并网电能质量.重点分析移频与移相主动孤岛检测算法的工作原理及参数选取原则,并给出相关的参数优化建议,同时探讨多并网逆变器运行时的孤岛检测有效特性,为光伏并网逆变器的孤岛检测设计提供参考.     

带负载阻抗角反馈的主动频移孤岛检测技术

孤岛检测是分布式光伏并网发电系统稳定可靠运行的关键技术之一,而传统的主动式孤岛检测技术难以平衡检测准确性和电能质量之间的矛盾。因此,详细分析了负载特性对孤岛检测的影响,针对并/离网逆变器模型提出了一种带负载阻抗角反馈的主动频移孤岛检测技术,通过反馈实时负载阻抗角改变注入的电流频率扰动,提高了单台逆变器和多逆变器光伏并网发电系统孤岛检测的准确性,消除了检测盲区。同时,通过提出的孤岛检测方法进行分段式改进,降低了由非线性因素引起的并网电流谐波畸变率,改善了系统的电能质量。仿真和实验均验证了所提孤岛检测方法的有效性和可行性。     

一种低畸变的主动移频式孤岛检测算法

孤岛检测是光伏系统并网必备的功能,要求既能快速检测出孤岛状态,同时又尽量减少对电网的不良影响.该文对主动移频式孤岛检测方法进行研究,分析了并网逆变器的输出电流总畸变率与孤岛检测算法间的关系,针对现有算法畸变率略高的情况提出了一种改进方案,新方案实现简单,能有效降低主动式孤岛检测对电能质量的不良影响,同时达到孤岛检测标准的要求.仿真和实验验证了该方案的有效性.     

光伏并网逆变器的自适应微电网检测技术

孤岛检测是微电网运行的必要条件,针对主动移频法对不同特性的负载存在检验盲区,提出了一种自适应主动移频检测方法,对逆变器输出电流频率施加正反方向的偏移,同时检测频率的变化来调节频率的正反馈.通过实验分析,不同性质负载下,这种检测方法总能自动地找到较明显的频率变化方向,并在此方向累加频率变化,快速地检测出孤岛状态,不存在检测盲区.此外,对该方法在多机并网工作时相互联系进行了深入分析,为多机参与的微电网孤岛检测提供了理论指导.     

光伏并网逆变器的自适应微电网检测技术

孤岛检测是微电网运行的必要条件,针对主动移频法对不同特性的负载存在检验盲区,提出了一种自适应主动移频检测方法,对逆变器输出电流频率施加正反方向的偏移,同时检测频率的变化来调节频率的正反馈。通过实验分析,不同性质负载下,这种检测方法总能自动地找到较明显的频率变化方向,并在此方向累加频率变化,快速地检测出孤岛状态,不存在检测盲区。此外,对该方法在多机并网工作时相互联系进行了深入分析,为多机参与的微电网孤岛检测提供了理论指导。     

主动移频式孤岛检测法产生稀释效应机理的分析

由于分布式发电系统的孤岛效应会造成多种有害影响,基于并网逆变器的分布式发电系统要求具备孤岛检测功能。主动移频式孤岛检测法是常用的检测孤岛的方法。介绍了几种主动移频式孤岛检测法的工作原理及其在多逆变器并联运行条件下的孤岛检测性能。分析了主动移频式孤岛检测法产生稀释效应的机理并进行了仿真验证。仿真的结果表明, Sandia频率偏移法在多逆变器并联运行时可能会因为稀释效应导致孤岛检测失败,而滑模频率偏移法受稀释效应的影响不大。     

抛物线型滑模频移孤岛检测方法的参数优化

孤岛检测是并网型光伏逆变器接入分布式发电系统的一个重要要求,其性能的优劣直接影响逆变器的安全可靠运行。孤岛检测的性能取决于所采用的孤岛检测策略,而其中参数的合理设置至关重要。分析了抛物线型滑模频移(PSMS)孤岛检测法的工作原理,通过对公共耦合点(PCC)电压频率在电网失压后偏移轨迹的分析,推导出不同参数下PSMS算法孤岛检测的盲区分布,并详细给出了无检测盲区的相关参数的优化过程。最后,通过实验验证了该方法的正确性及可靠性。     

带正反馈的主动移频孤岛检测法的参数优化

孤岛检测是光伏并网发电系统所必备的功能。在各种被动和主动孤岛检测方法中,主动移频是一种比较有效的检测手段。该方法通过对逆变器输出电流的频率进行扰动来实现孤岛状态检测。本文分析了主动移频孤岛检测法的工作原理,推导出带正反馈的主动移频法的检测盲区,并详细给出了相关参数的优化过程。仿真与实验验证了该优化方法的有效性。     

基于非特征谐波正反馈的微电网变流器孤岛检测方法

微电网变流器在微电网系统并网和孤岛工况下需要采取不同的控制策略,在不依赖外部通信的基础上,微电网变流器必须能够自主实现对微电网系统状态的判断。基于电压正反馈的孤岛检测思想,结合微电网变流器实际运行环境,提出采用非特征谐波正反馈与传统过欠压、过欠频等被动检测方法相结合的方式来实现对微电网系统状态的判断。文中分析了正反馈的工作原理、系数取值和非特征谐波的测量方式,并通过仿真和实验研究验证了该方法的可行性。研究结果表明,所提出的孤岛检测方法在多种复杂工况下均可实现对微电网系统状态的准确判断,有利于微电网系统由并网向孤岛模式的平滑切换。     

滑动频率偏移法在光伏并网逆变器孤岛检测中的应用

孤岛检测是光伏并网逆变器必备的功能之一。孤岛检测技术决定孤岛检测性能。介绍了一种简单且易于实现的孤岛检测方法——滑动频率偏移(SMS)法,并将该方法成功应用到一台100 kW光伏并网逆变器中。孤岛性能检测试验结果表明,SMS法能够快速、准确地检测孤岛状态的发生。     

基于阻抗辨识的下垂控制并网逆变器孤岛检测方法

为了保障安全及并网电能质量,基于并网逆变器的分布式发电系统需要具备孤岛检测功能。传统孤岛检测方法不适用于下垂控制并网逆变器,而现有适用于下垂控制并网逆变器的孤岛检测方法需要改变下垂特性且存在检测盲区的问题。为了解决上述问题,提出一种基于阻抗辨识的下垂控制并网逆变器孤岛检测方法。该方法在公共耦合点注入电压扰动,通过电压、电流扰动信号辨识阻抗,进而依据阻抗变化判定是否出现孤岛效应。利用谐波扰动注入放大孤岛前后特征量差异,提高检测灵敏性。另外,通过递归离散傅里叶变换提取扰动信号,提高了阻抗辨识的准确度和时效性。实验结果验证了所提方法的有效性。     

Combined Active Islanding Detection Method for Grid-connected Photovoltaic System

Unintentional islanding phenomenon has been one of the most important problems of gridconnected photovoltaic inverters. To prevent this phenomenon, all kinds of anti-islanding methods have been discussed. This paper presents a combined active islanding detection method, which consists of active frequency drift method and automatic phase-shift method. The traditional active anti-islanding methods of grid-connected PV inverters bear nondetection zone possibilities for certain paralleled RLC loads. The combined method shows islanding detection ability effectively, and it can eliminate nondetection zones even in the worst case conditions. Simulation in different load conditions is performed for verification.     

基于调制比定向偏移控制的孤岛检测方法

根据孤岛发生时电压幅值变化特点及并网逆变器脉宽调制控制原理,提出一种基于调制比定向偏移控制的主动式孤岛检测方法。该方法采用调制比参数作为脉宽调制的电压控制信号,可在孤岛状态下改变系统公共耦合点的电压幅值。通过调制比定向偏移的控制方法,孤岛发生时可将电压幅值加速降低至检测阈值,实现无盲区孤岛检测,同时不会对电能质量产生负面影响。与传统的电压幅值检测方法相比,该方法有效提高了在不同有功功率环境中检测速度的稳定性,并消除了在最大功率状态时存在的检测失效问题,仿真结果证明了该方法的有效性。     

交直流混合微网中双向接口变换器控制综述

在交直流混合微网中,双向AC/DC接口变换器连接交直流母线实现子网之间的能量双向流动,其控制策略直接影响交直流混合微网的稳定运行。根据微电网的运行模式,接口变换器的控制可以分为并网控制和孤岛控制两大类。首先对交直流混合微网的结构进行了分析和讨论,随后分别介绍了并网模式和孤岛模式下单台接口变换器以及多台并联接口变换器的控制策略。最后对当前主要的控制方法进行了总结,并对未来双向接口变换器的研究方向进行了展望。