三相并网逆变器有源孤岛检测方法研究

孤岛保护是并网逆变器的必备功能,快速孤岛检测是孤岛保护的关键。根据三相系统含有负序分量的特点,采用有源负序扰动法进行三相并网逆变器的孤岛检测。孤岛发生后,有源扰动导致电压负序分量发生明显变化,因此可以通过提取负序分量幅值判断孤岛的发生。根据IEEE Std.929-2000标准规定的测试电路对有源负序扰动法进行仿真分析。仿真结果验证了提出方案的有效性。     

三相并网逆变器有源孤岛检测方法研究

孤岛保护是并网逆变器的必备功能,快速孤岛检测是孤岛保护的关键.根据三相系统含有负序分量的特点,采用有源负序扰动法进行三相并网逆变器的孤岛检测.孤岛发生后,有源扰动导致电压负序分量发生明显变化,因此可以通过提取负序分量幅值判断孤岛的发生.根据IEEE Std.929-2000标准规定的测试电路对有源负序扰动法进行仿真分析.仿真结果验证了提出方案的有效性.     

基于带不平衡度非线性正反馈的负序电流扰动孤岛检测方法

孤岛检测是并网逆变器必须具备的功能,其基本要求是在电网规定的时间内无盲区的检测到孤岛状态,同时要尽量降低对电能质量的影响。负序电流扰动法因其能够实现快速有效的孤岛检测而备受关注。针对带不平衡度线性正反馈的负序电流扰动法在电网电压不平衡度存在波动时会对并网电流的对称性造成较大影响的缺陷,提出一种更少注入负序电流的孤岛检测方案——带不平衡度非线性正反馈的负序电流扰动法。该算法所选的反馈函数值大于孤岛发生后形成正反馈的临界值,且在电网电压允许的最大不平衡度下小于限定值,因此既能保证成功检测到孤岛,又能使得并网电流的不平衡度得到定量限制。理论分析、仿真和实验结果验证了该方法的正确性和可行性。     

电压正反馈式孤岛检测方法的边界条件及改进算法

孤岛检测是光伏并网逆变器必须具备的功能。好的孤岛检测算法不仅能及时检测出孤岛状态,而且能将孤岛检测对电网的不良影响降到最小。电压正反馈式孤岛检测方法具有实现容易、效果好的特点,但如果算法参数选择不当也会导致检测失败或对电网扰动过大。本文通过建立控制算法的大周期模型探讨了电压正反馈式孤岛检测成功的充分条件,阐明了孤岛检测成功与负载间的关系,并给出了数学解析表达式,为工程应用及实现符合国标要求的并网光伏系统提供了理论依据。     

基于负序电流注入的光伏并网逆变器孤岛检测方法

孤岛运行时光伏电源继续向负载供电,会给检修人员和用户设备带来安全隐患,快速有效地实现孤岛检测具有重要意义。提出了一种通过并网逆变器注入负序电流并检测公共连接点电压不平衡度的快速孤岛检测方法。通过合理投切负序电流注入降低了对电网的干扰,不受电网不对称故障的影响且无检测盲区。在光伏电源功率与负荷功率匹配、公共连接点电压和频率基本不发生偏移的情况下对该方法进行了仿真验证,结果表明即便在这种最不利于孤岛检测的情况下,该方法仍能快速准确地检测出孤岛运行状态。     

基于下垂控制的孤岛检测方法及其改进策略

针对被动孤岛检测存在较大检测盲区,传统主动检测算法会对输出电流造成有功或无功扰动的不足,提出了一种基于下垂控制的孤岛检测方法。该方法将传统下垂控制器中的频率指令由常量改为逆变器并网点的实际频率。电网正常情况下,该频率指令由于电网电压的箝位作用只有微小波动;而当孤岛发生时,受并网逆变器的调节作用影响,会发生正反馈作用,逆变器实际频率迅速发生偏移,当检测到其超过限定范围时,判定为发生孤岛现象。同时,通过引入了反馈强度系数对该方法进行了改进,并且给出了改进算法孤岛检测成功的边界条件。通过对含有2台并网发电逆变器的系统进行仿真,验证了理论推导的正确性及所提出孤岛检测方法的有效性。     

改进的负序电流扰动孤岛检测方法

工程中采用三相光伏并网系统负序电流扰动法进行孤岛检测,会由于负载变化和浪涌电流等因素造成公共连接(PCC)电压出现负序高频分量而导致孤岛误判。在研究负序电流扰动下负序分量提取和孤岛判断原理基础上,利用离散小波变换对时域信号高频分量变化有良好解析能力的特点,实时检测分析PCC电压高频分量并判断孤岛效应。基于Matlab/Simulink建立并网系统模型,在逆变器输出功率与负载输入功率相匹配的情况下进行孤岛模拟试验,应用Daubechies小波对PCC电压信号进行量化分析,选择出有效的小波高频信号域值作为孤岛检测量进行孤岛检测。试验结果表明该方法能快速、有效地检测到孤岛,并能有效防止对伪孤岛现象的误判。     

不平衡情况下基于电压正反馈的孤岛检测方法

针对各种基于正反馈的孤岛检测方法不适用于电网电压不平衡的问题,提出一种新颖的基于电压正反馈的孤岛检测方法,将公共连接点电压的负序分量调换相序并进行派克变换得到的q轴电压作为反馈量。仿真结果表明,该方法在电网电压不平衡时不影响并网逆变器的正常运行,在电网断电后能准确迅速地识别孤岛,该方法还适用于电网电压平衡的情况,在IEEE Std.1547定义的最恶劣情况下也能实现正确检测,不存在检测盲区,且能识别伪孤岛。     

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。     

用于分布式发电系统孤岛检测的偶次谐波电流扰动法

孤岛检测是分布式并网发电系统必须具备的能力,但频率或相位偏移等传统主动式孤岛检测方法在并网逆变器输出与本地负载功率平衡时难以有效检测出孤岛现象。针对已有孤岛保护方法的不足,本文分析了不同电流扰动信号对孤岛检测能力的影响,找到了适合多机并网系统快速孤岛检测的偶次谐波扰动信号,在此基础上结合过零点频率检测法,将电流谐波扰动的正反馈引入孤岛检测与保护中。并网逆变器的输出电流参考信号受到微弱扰动信号的影响,孤岛发生时,形成扰动信号的正反馈回路,并迅速累积使公共耦合点电压频率超出限定阈值,从而实现孤岛保护。该方法具有便于实现、对电网污染小、检测速度快及适合多机系统等优点。仿真和实验结果验证了该方法的有效性与可靠性。     

小功率光伏并网逆变器反孤岛保护的研究

文中针对改进型主动式反孤岛保护会对入网电流电能质量造成影响,改进型被动式反孤岛保护过于复杂,深入分析了逆变器孤岛运行的基本原理。然后提出了主被动式相结合的反孤岛保护检测方法。该方法主要工作过程为:检测公共耦合点处的电压和频率,比较其是否超出了保护阈值范围。若超出则控制逆变器断开防止其孤岛运行,没有超出则采用基于公共连接点处电压应用正反馈的检测法,并与传统基于频率正反馈频移法做出了仿真对比,主要是为了说明,本文所提出的方法相对于传统基于频率正反馈频移法没有在输出电流波形中插入死区,仿真结果不但验证该方法对入网电流的电能质量影响相对较小,并且能够有效地防止孤岛效应的发生。     

基于模糊控制的改进频移式孤岛检测方法

针对孤岛检测中传统正反馈主动频移法的初始截断系数和反馈系数只能取固定值,导致的检测盲区大、检测时间长以及总谐波失真过高等问题,同时通过对主动频移法中施加的扰动量与公共耦合点电压频率关系的分析,提出一种改进的带正反馈主动频移式孤岛检测方法。利用模糊控制算法对反馈系数进行模糊化处理,并对反馈量做出基于三次幂函数的变换,建立起新的截断系数。与传统正反馈主动频移法相比,改进后的方法减小了检测盲区,缩短了检测时间,并且降低了总的谐波畸变率,提高了电能质量。最后利用MATLAB/Simulink平台对该方法进行了仿真验证。     

基于正反馈无功扰动的逆变器孤岛检测方法研究

基于传统主动检测方法在负载相位与逆变器输出进行匹配的过程中存在很大的检测盲区,并且会向电网注入一定的谐波,提出了一种基于正反馈无功扰动的孤岛检测方法。通过对系统无功功率添加正反馈扰动,打破功率平衡时的孤岛稳定运行点,在较短的时间内逆变器输出电压频率迅速超过额定阈值,从而准确地检测出孤岛。仿真结果表明,检测方法不仅响应速度快、不存在检测盲区,而且对电能质量的影响也较小。     

改进的主动频率偏移孤岛检测算法

针对被动孤岛检测存在检测盲区以及传统主动频率偏移(AFD)孤岛检测算法会带来有功电流波动的不足,提出一种改进的AFD孤岛检测算法。该算法通过控制无功电流的大小来实现电流频率偏移,从而实现孤岛状态下接入点电压频率的正反馈,进而检测出孤岛。为了减小无功电流对电力系统的污染,需将该AFD算法与传统的被动孤岛检测算法结合使用。仿真和实验结果表明,该孤岛检测算法不仅消除了被动孤岛检测算法在负载功率和逆变器功率匹配时存在的检测盲区,而且克服了传统AFD算法有功电流波动的缺点,提高了直流母线电压的稳定性。     

微电网基于下垂控制的改进孤岛检测技术研究

由于微电网要求能够在并网和孤岛两种模式下运行,孤岛检测技术必不可少。为此,利用逆变器下垂控制方法中频率和有功的线性关系,在参考功率上添加有功扰动,使逆变器的频率在电网故障时偏离出正常范围,以达到孤岛检测的目的。在此基础上,改进了有功扰动的选取,通过判断频率连续偏移次数来给定相应的有功扰动系数,在系数中引入频率正反馈,加快孤岛检测速度,减少对微电网并网运行时的电能质量的影响。同时,分析微电网结构特点,给出了孤岛检测算法在其中的应用方案。通过仿真,证明了孤岛检测算法用于微电网的有效性。     

不对称负载下离网逆变器的双序控制方法

输出电压的对称度是衡量三相离网逆变器性能的重要指标之一,而造成离网逆变器输出电压不对称的主要原因是负载不对称。常见的单序双闭环控制方法无法对负序电压进行控制,会导致输出电压不对称。为此,首先基于对称分量法推导了逆变器带不对称负载时输出分量的负序耦合公式,给出了负序电压的双闭环解耦控制方法。在此基础上提出一种双序控制方法,通过增加负序控制支路来对负序电压进行控制,保证离网逆变器输出电压的对称性。最后通过MATLAB进行对比仿真,给出系统相关参数,验证了这种控制方式的有效性。     

低压微电网中并网逆变器主动移频式孤岛检测技术

在低压微电网中,线路阻抗、逆变器输出阻抗呈阻性,可以采用有功调幅、无功调频的间接电流型并网逆变器控制策略,该控制策略具有一定的反孤岛能力。推导了电阻、电感和电容负载的幅值和相角的表达式,给出了并网逆变器在孤岛运行时的无功表达式,由此得到电网故障后逆变器输出电压的频率变化数学模型,得到了有功调幅、无功调频的控制策略下逆变器孤岛检测盲区图。提出了频率正反馈的逆变器孤岛检测方法,通过在无功调频控制策略中引入频率正反馈环节,可大大减小逆变器孤岛检测盲区,给出了频率正反馈系数的选取原则。仿真结果表明,理论分析正确,所提出的孤岛检测方法可行。     

基于无功电流-频率正反馈的孤岛检测方法

孤岛检测是光伏并网发电系统的必备功能,为了减小并网逆变器孤岛检测时的检测盲区,同时最大限度地减小孤岛检测对输出电能的影响,首先分析了逆变器输出的无功电流与频率之间的关系,然后在三相光伏并网逆变器锁相环的基础上,提出一种无功电流—频率正反馈的孤岛检测方法,推导了正反馈成立的参数条件,并对各个参数的获取方式进行了分析。仿真和实验证明,在电网正常时,该方法对系统几乎没有影响,但是一旦电网出现孤岛情况,无功电流与频率之间的正反馈会让频率迅速朝一个方向变化,直到触发孤岛保护。