光伏防孤岛保护检测标准及试验影响因素分析

随着光伏发电的快速发展,完善光伏并网技术要求保障并网光伏安全稳定运行越显重要。光伏防孤岛保护是光伏发电系统必备的保护功能,国内外光伏标准在孤岛保护方面有差别,国内的防孤岛检测标准尚不完善。在光伏孤岛理论基础上推导了2种孤岛检测算法的盲区,通过分析不同的光伏孤岛检测标准和检测盲区关系,得出了频率和电压的保护阈值。负载品质因数以及孤岛检测算法的参数设置会影响光伏防孤岛保护试验,并采用仿真算例验证了以上因素对孤岛试验结果的影响。最后用一个实测的孤岛试验案例说明了标准差异的结果和孤岛检测的必要性,从而为光伏防孤岛保护试验和标准完善提供参考。     

电网侧储能电站防孤岛保护的整定研究

基于电压/频率的被动式防孤岛保护,详细分析了防孤岛保护的配置原则和配置方案,给出了装置整定范围,避免了防孤岛功能与储能电站低电压穿越、电网适应性要求相冲突,最后讨论了与逆变器防孤岛保护的配合策略,以消除防孤岛保护装置存在的保护盲区问题,保证电网侧储能电站安全可靠运行,为电力系统调峰、故障恢复提供有力保障。     

智能电网站域孤岛保护控制技术的应用研究

为了解决分布式发电系统的孤岛问题,本文以220kV琴韵智能变电站为例,研究了基于通信网络和IEC61850标准的站域孤岛保护控制技术,分析了站域孤岛保护装置的功能配置、运行方式、保护动作过程,阐明了 孤岛运行状态下的站域微电网控制方式对区域电网稳定运行的良好成效。     

分布式光伏发电系统中孤岛保护装置的分析与应用

近年来，随着“双碳”目标的明确提出，分布式光伏发电的投资比重越来越大，此类并网发电系统一旦发生孤岛效应，对整个电力网络的供电质量及电网工作人员的人身安全会带来极大的危害。为此，需对孤岛保护装置的工作原理及作用进行分析与总结，从而合理地应用防孤岛保护装置和反孤岛保护装置，避免此两类装置在分布式光伏发电系统中被电力用户或设计人员混淆功能或误使用，保障光伏发电系统的安全运行。     

分布式光伏发电系统防孤岛保护策略研究

针对分布式光伏系统的孤岛效应问题,本文在分析光伏发电系统防孤岛保护原理的基础上,介绍了被动式孤岛检测与主动式孤岛检测方式,并提出了持续性无功扰动方法。该方法通过注入干扰无功功率引起电压或频率变化,从而根据变化的大小来判断是非处于孤岛运行状态。仿真结果表明,采用该方法可以很好地检测光伏发电系统的孤岛发生情况。     

被动式孤岛保护在智能电能表中的应用

为了防止分布式光伏发电中存在的孤岛问题,通过分析被动式孤岛保护装置的功能及其在光伏发电系统中的作用,提出并设计了一种具有被动式孤岛保护功能的智能电能表。通过试验对所设计的智能电能表的孤岛保护功能进行验证,证明了此方案的可行性。该智能电能表可代替传统的被动式孤岛保护装置,用于计量上下网电量,不仅大大节省了设备成本,还可将智能电能表具有的通信装备用于实现更多的孤岛保护策略。     

配电网低压反孤岛装置设计原理及参数计算

针对分布式光伏发电接入配电网发生孤岛效应对电力检修人员现场安全作业的影响,设计了一种应用于220 V/380 V配电网中的低压反孤岛装置。装置基于光伏发电的孤岛运行机理和防孤岛保护策略,通过破坏分布式光伏发电孤岛运行的条件,实现反孤岛功能。提出了3种类型(阻性、感性、容性)低压反孤岛装置的设计原理,结合工程实际,计算了系列化低压反孤岛装置设计参数。通过试验对设计原理进行了验证和分析,通过比较不同类型低压反孤岛装置的试验结果和负载特性,建议低压反孤岛装置优先选用电阻型扰动负载。     

一种应用于分布式光伏发电系统的低压反孤岛装置

根据光伏发电的孤岛运行机理和防孤岛保护策略,设计了一种应用于分布式光伏发电系统的低压反孤岛装置。通过研究阻性、感性、容性低压反孤岛装置的设计原理,并考虑扰动负载自身特性,选择阻性负载实现装置的反孤岛功能。风险分析结果表明,阻性低压反孤岛装置不会对逆变器、低压熔断器等相关设备带来危害。通过对装置样机进行反孤岛试验,验证了低压反孤岛装置分断机理的准确性,证明装置能在要求时间内破坏分布式光伏孤岛运行的条件,实现反孤岛功能。     

一种基于电压等级拓扑分析法的站域孤岛判断方法

基于通信的站域防孤岛保护借助站域网络通信平台可快速实现孤岛拓扑判断,可弥补主动式和被动式防孤岛保护原理的不足。针对目前基于固定网架结构分析的站域孤岛判断方法不具备普遍适用性的问题,提出了一种基于电压等级拓扑分析法的站域孤岛判断方法,利用电力系统各节点的电压等级不尽相同的特点来优化搜索路径。与全矩阵自乘法和树状搜索法的对比分析验证了所提方法具有算法简单、占用内存资源较小、计算速度快的特点,适合于站域保护装置应用且适用于电力系统各种网架结构。另外文中还提出断路器位置容错校验防误机制,进一步加强保护算法的可靠性。     

含高渗透率DG的配电网实用化保护方案

分析了高渗透率DG接入配网对传统三段式过流保护的影响。为了解决三段式过流保护可能存在的误动、拒动问题,提出了一种含高渗透率DG的配电网实用化保护方案并给出了保护配置及整定原则。该保护方案基于重合闸前加速保护、防孤岛保护和合于故障保护之间的时序配合,不依赖于通信且无需装设大量PT,保护定值整定按照常规配网无DG接入条件下整定,不受DG接入的数量、容量和位置影响。RTDS仿真结果表明,所提出的保护方案实用、有效,能够在含高渗透率DG接入环境下准确隔离配网故障。     

光伏并网逆变器防孤岛保护研究

在电网发生故障时,及时、准确地检测孤岛效应,对并网发电系统具有重要意义,为解决传统孤岛保护控制存在孤岛检测盲区,使得孤岛保护失效的问题,这里采用了被动检测法与有功功率扰动法相结合的复合检测方法,既减小了孤岛保护控制对输出电能质量的影响,又实现了无盲区的孤岛保护控制。实验结果表明,该方法能够在不同的负载情况下快速、准确地检测出孤岛现象。     

分布式发电对电网继电保护的影响综述

随着分布式发电的接人,配电网由单电源转化为多电源网络,原有的某些继电保护系统会受到显著影响.文中分析了分布式发电接人对配电网继电保护影响的成因,阐明了孤岛运行的危害.在分析比较主要的孤岛检测方法的优缺点及适用范围的基础上,针对某一中等容量分布式电源接入保护方案,比较了接人变压器的接线方式和中性点接地方式对于接入保护的影响,进而说明接人保护的主要功能.分析结果表明,分布式发电对于配电网继保系统有重要影响,主要体现在对过电流保护、距离保护、孤岛运行、自动重合闸和故障电流方向等方面,应采用相应措施解决.     

含分布式电源的配电网保护改进方案综述

由于分布式电源(Distributed Generation,DG)的接入,配电网原有保护的动作特性发生了变化,原有保护很难继续适用于含DG的配电网。为了保障配电网的供电可靠性,充分发挥DG的潜力,有必要对含DG的配网保护方案进行研究。在简略分析DG接入配网后对原有保护影响的基础上,对含DG的配网保护改进方案进行了全面地综述研究,并对其进行分类,主要包括限制DG的准入容量、改进的自适应保护方案、基于通信技术的故障定位、孤岛检测和孤岛划分。分析了各改进保护方案的原理和特点,说明了其优缺点,最终指出了含DG的配网保护发展方向,对含DG的配网保护的研究有一定参考价值。     

光伏并网系统的无盲区孤岛检测实现

IEEE Std,929-2000标准要求光伏并网逆变器必须配置孤岛保护。提出了易于DSP实现的Sandia频移(SFS)孤岛检测方案,通过分析数学模型得到一般工况下孤岛检测的不稳定判据,通过合理设计频移系数,即可实现光伏并网系统的无盲区孤岛检测。前级直流变换环节通过改进的变步长扰动追踪光伏发电系统的最大功率点可有效减少功率波动,为网侧孤岛测试提供一个良好的实验平台,进而获得理想的频移系数。仿真和实验结果均表明所提出的SFS孤岛检测的方案能快速进行孤岛保护,且对电网无污染。     

载波闭锁式孤岛保护方案

针对无源保护检测盲区大的缺点,提出一种载波闭锁式孤岛保护方案。在电压保护和频率保护的基础上,采取载波闭锁措施,提高保护灵敏度和可靠性,减小检测盲区,并针对母线孤岛时保护拒动的情况,提出检测母线孤岛并停发载波信号的措施。在系统可能出现的各种情况下,对载波闭锁式孤岛保护的动作行为进行分析,通过Matlab进行仿真验证,并对该保护方案进行了评价。结果表明,该保护灵敏度高,可靠性好,检测盲区小,且保护动作时间不超过0.6 s。     

Power generation confirmation of induction motors and influence on islanding detection devices

Photovoltaic generation systems must have protection devices and islanding detection devices if they are connected to utility lines of the electric power company. This is regulated in national technological requirement guidelines and the electric equipment technology standards. Islanding detection devices are installed to detect blackouts due to events such as ground faults and short circuits in utility lines. When an islanding detection device detects a power blackout, the photovoltaic generation system must be stopped immediately. It is known that islanding detection devices cannot detect islanding if induction motors are present among the loads. We investigated the influence of induction motors on islanding detection devices and found that when the frequency decreases after a utility line failure, induction motors change over to generator mode, thus compensating the active power imbalance and suppressing voltage variation. In addition, if the postfault frequency is adjusted by PLL control so as to maintain a fixed power factor, induction motors suppress this frequency change, thus extending islanding operation. It is clear from the above results that induction motors are more likely to produce islanding phenomena than static loads. © 2010 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 171(4): 8–18, 2010; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20962     

电网解列的研究现状

解列是电力系统维持电网稳定,防止系统崩溃的重要措施。从被动解列和主动解列的研究两方面阐述了现在解列的研究现状,总结了文献中的主要成果,指出了存在的问题,并提出了有关电网解列进一步研究的趋势和方向。     

带电压频率正反馈的主动移频式孤岛检测方法

主动移频式孤岛检测(Active Frequency Drift Method,AFD)算法简单、有效,但由于给电流施加了扰动信号,所以输出的电能质量受到影响,同时它的检测盲区(Non-Detection Zone,NDZ)也较大。对AFD算法进行了改进,采用电压频率正反馈,且电流扰动量为改变部分电流幅值的方法。分析了孤岛检测的总谐波特性,采用f 0 normQ?C坐标平面对改进算法的检测盲区进行了描述。仿真实验表明,与传统的主动移频式孤岛检测算法相比,改进的孤岛检测算法提升了检测速度,改善了电能质量,并有效地减小了检测盲区。     

微电网多级保护与控制的实现及优化分析

阐述了微电网多级保护控制系统,并结合微电网试点项目进行了经验总结。通过对微电网结构的分析,研究了微电网系统级、内部支路级、设备级(分布式发电设备、储能设备)控制保护功能在并网状态、离网状态及并离网转换时的协调与配合。通过研究试验数据和试运行数据,验证了微电网多级保护与控制功能达到了预期目标。最后,针对微电网通信、孤岛检测、平滑离网、平滑并网、并离网不同定值保护设置的现状进行分析,探讨微电网进一步优化建设的重点。     

微电网保护研究综述

微电网的保护是微电网大规模发展过程中需要解决的关键问题之一。由于微电网存在孤岛运行模式以及分布式电源的大量接入,导致其故障电流的特征不明显,使得配电网中传统的保护策略存在拒动或者误动的情况,国内外研究人员针对此问题展开广泛研究。总结并分析了近年来微电网保护领域内的研究成果,首先梳理出微电网保护需要克服的难点和关键技术,然后将相关文献中采用的微电网保护方法分成七类,分别归纳了差动保护、过流保护、距离保护、自适应保护、基于电压量的保护、基于智能算法的保护以及故障电流补偿方法的技术特点和适用性。最后,在结论部分给出了微电网保护技术的主要特点和未来发展趋势,为其后续研究和应用提供参考。