一种新型光伏并网发电系统的孤岛检测方法

目前光伏并网发电系统的孤岛检测存在检测盲区较大、检测方法复杂、系统电能质量欠佳等局限性。则此处提出了一种新型混合式孤岛检测方法,该方法在光伏逆变器输出功率与负荷功率发生匹配,过/欠压、过/欠频检测失效时,引入双边无功功率扰动,使公共耦合点(PCC)频率超过允许范围,通过过/欠频检测完成孤岛检测,该检测方法能够有效克服检测盲区大及系统电能质量欠佳的问题。最后,通过实验验证了新型检测方法的可行性。     

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。     

分散式风电孤岛运行特性与孤岛检测试验研究

分散式风电靠近电网负荷端,风电机组必须自主实现孤岛状态的辨识。基于风电机组孤岛运行特性及功率扰动对并网点电压、频率影响的灵敏度分析,提出基于无功功率-频率正反馈与传统过欠压、过欠频相结合的风电机组孤岛检测方法,并进行了风机变流器无功功率扰动控制环设计。在Matlab/Simulink中建立了2.0 MW永磁同步风电机组仿真模型,实现了风电机组孤岛运行与孤岛状态辨识的全过程仿真。利用RLC负荷模拟装置,在2.0MW永磁同步风电机组上进行了孤岛检测现场试验。仿真与现场试验证明了理论分析的正确性与孤岛检测策略的有效性。     

基于d-q变换的自适应主动移频式孤岛检测研究

孤岛效应是分布式光伏发电系统中普遍存在的一个问题,如何快速有效地检测孤岛效应,提高电能质量是光伏发电系统研究中的一个重要课题。通过对主动式孤岛检测方法进行分析对比,提出一种改进型检测方法,即基于d-q变换的自适应主动移频式(AFD)孤岛检测方法。该方法通过对三相并网逆变器的公共连接点(PCC)电压进行d-q变换,对输出电流进行周期性频率扰动,并结合过/欠频保护来实现孤岛状态的快速检测。仿真和实验结果表明该方法能快速、准确地检测出孤岛现象,达到了孤岛检测的标准,同时保证了系统的稳定性和回馈电网的电能质量。     

一种基于MPPT的新型孤岛检测算法

针对已有基于MPPT的孤岛检测方法存在功率损耗大、存在检测盲区、对电网影响大等不足,提出一种基于MPPT的分步扰动算法。通过对Boost升压电路的占空比进行周期性的扰动,实现逆变器输出功率的周期性扰动,在电网断电时影响并网点的电压,使其超出过/欠电压保护阈值,从而检测出孤岛。对已有算法的参数进行了优化,消除了检测盲区。根据电网电压波动的国标,增加了新的判据,减小了检测时间。采取分步扰动算法,减小了功率波动对电网和用电设备的影响。根据IEEE Std.929—2000标准并结合国内实际情况,对算法进行了仿真和实验验证,验证了所提算法的有效性。     

盲区小的燃料电池并网系统孤岛检测方法

为保护系统及人身安全、保障用户供电质量,燃料电池并网系统必须具备孤岛检测功能。文中提出一种检测速度快、盲区小的新型孤岛检测方法——ASMS_Q法。该方法对滑模频率偏移法进行改进,在偏离工频较大区域加入加速增益,并结合q轴无功电流扰动法,在电网断开后,进行更快速地频率扰动,使其超出正常范围,达到过/欠频保护。而且电网正常工作时,给电网注入扰动量很小,对逆变器输出电能质量没有影响。在Q_f-f_0和Q_(f_0)-C_(norm)坐标系下,对比分析了ASMS_Q法及两种传统方法的盲区。仿真和实验结果表明,ASMS_Q法比传统的主动式检测方法盲区更小,检测速度更快,适用于高品质因素的负载。     

滑膜频率偏移法和过/欠频被动法结合的混合孤岛检测法

孤岛检测是光伏并网系统安全运行的一个重要保证。目前对过/欠频被动法和滑膜频率偏移法的改进研究很多,但没有改善负载消耗功率和逆变输出功率匹配度高时,过/欠频法检测盲区大的缺点,没有改善滑膜频率偏移法对电能质量影响大的缺点。基于此,提出一种基于滑膜频率偏移法和过/欠频被动法结合的混合孤岛检测法。这种算法能够对上述孤岛检测方法的缺点做出改进,能够避免系统突变因素造成断开逆变输出的误动作,能够实时跟踪负载的变化切换不同的算法。在MATLAB\simulink和光伏微网实验系统中进行孤岛检测实验,实验结果证明了理论分析的正确性。     

基于谐波特征与核Fisher判别分析的孤岛检测方法研究

提出一种基于谐波特征与核Fisher判别分析的孤岛检测方法,并对其进行研究。该方法首先从并网逆变器的输出电流和公共连接点(PCC)处电压信号中提取谐波幅值组成特征矢量,然后利用核Fisher判别分析(KFDA)对其进行类别划分,判断是否发生孤岛效应。实验结果表明,所提出的方法比传统的被动式孤岛检测方法检测速度更快,在功率平衡状态下依然能准确检测孤岛的发生,且不易受系统暂态过程的影响;同时,由于未向系统中加入扰动信号,不会对电能质量产生影响,克服了主动式孤岛检测方法的不足,具有较高的准确性与可靠性。     

微网混合式孤岛检测及运行模式切换研究

孤岛运行是微网稳定控制的核心内容,而非计划孤岛检测是微网在故障解列时转入稳定孤岛运行的前提条件。提出一种基于电压-相角下垂控制的混合式孤岛检测方法。结合被动式的过/欠频、过/欠压检测法和基于正反馈的主动式孤岛检测法,实时感知非计划孤岛。通过负荷调度,快速实现网内功率平衡,保证网内负荷的供电连续性。在Matlab/Simulink中搭建微网系统模型,通过多复杂工况对所提方法进行仿真验证。     

光伏并网发电系统孤岛检测技术

介绍了孤岛产生原理及其带来的不良影响,分析了传统的无源孤岛检测方法和有源孤岛检测方法,针对已有孤岛检测方法的不足,提出了电压前馈正反馈扰动孤岛检测方法,使公共耦合点电压趋于不稳定,从而通过欠电压/过电压检测判断孤岛的发生.该方法具有无检测盲区,对电能质量影响小,检测速度快等优点.此外,对于多台光伏发电系统并网运行的情况,该方法同样适用.根据IEEE Std.2000-929标准对提出的检测方法进行仿真测试.仿真结果验证了提出的孤岛检测方法的有效性.     

An improved islanding detection method based on correlation technique using reactive power variation

This paper presents an improved islanding detection method based on a correlation technique using reactive power variation for a three‐phase grid‐connected photovoltaic (PV) inverter system. Using a conventional reactive power variation (RPV) method for anti‐islanding, the reactive power component of PV inverter output varies periodically within a range of fixed magnitude for the inverter output frequency to go beyond the threshold of the over‐frequency relay or under‐frequency relay. While the conventional RPV method depends on the frequency relays, the proposed method uses a correlation factor between the commanded reactive power and the corresponding inverter frequency as an islanding detection indicator without relying on the frequency relays. The correlation factor of the proposed method is based on the fact that the commanded reactive power of a PV has a strong correlation with the frequency of the inverter voltage when islanding occurs. The proposed method has fast islanding detection capability and high power quality. In order to verify the proposed islanding detection method, the anti‐islanding experimental results of a 250‐kW three‐phase PV inverter by IEEE Std. 1547.1‐2005 are provided. © 2014 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

光伏并网发电系统孤岛检测技术研究

介绍孤岛产生原理及其带来的不利影响,简要分析传统的被动式和主动式孤岛检测方法。针对在孤岛检测中采用的各种策略,进行了比较分析,提出功率扰动方法,并进行了实验验证。实验结果表明,采用该算法的光伏逆变器满足IEEE Std.2000-929标准,并验证了提出的孤岛检测方法的有效性。     

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。     

基于不同次数谐波下品质因数一致性的孤岛检测方法

针对基于谐波电压或阻抗的孤岛检测方法所存在的盲区较大且阈值难以设定的问题,提出一种基于不同次数谐波下品质因数一致性的孤岛检测判据,并结合q轴谐波电流扰动法作为新型孤岛检测方案。推导了微网发生孤岛后负载品质因数的计算公式。由于负载固有的品质因数与谐波次数无关,发生孤岛后不同次数谐波下的品质因数是一致的,而并网时计算的品质因数没有确定的物理含义,不同次数谐波下其值差异大,利用这一特性判别是否发生孤岛。理论分析了所提方法的可行检测区,结果表明其能实现孤岛的小盲区快速检测,且满足计算要求所需要的谐波扰动很小,对电能质量影响小。相比于谐波电压或阻抗检测法,所提方法对主网参数的适应性更强,阈值设定简单。在多种负载和线路参数场景下进行了仿真分析,结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

Sandia频移法在电子负载孤岛检测中的

以单相馈能型电子负载为研究对象,详细分析了Sandia频移式孤岛检测法(SFS)原理,描述其检测盲区,并对SFS算法中的参数进行优化.与此同时,将SFS与Sandia电压偏移法(SVS)结合,并辅助过/欠频率、过/欠电压保护,形成一种复合型的孤岛检测法.最后在MATLAB/Simulink环境下,搭建了仿真模型,仿真结果表明,参数优化后,系统可实现特定负载下的无盲区检测,将SFS和SVS结合使用明显提高检测效率,能够快速有效地进行孤岛保护,输出电能质量较高,验证了设计方案的可行性和优越性.     

光伏并网逆变器的间歇性频率扰动正反馈孤岛检测方法

传统无源孤岛检测方法存在检测盲区,有源孤岛检测方法虽然可以减小或消除检测盲区,但在一定程度上会影响电能质量。为了消除检测盲区并最大程度地减小其对电能质量的影响,文章提出了一种间歇性频率扰动正反馈孤岛检测方法。该方法每隔1s引入持续1个工频周期的微小频率扰动用于打破孤岛后可能发生的功率平衡状态。由于该扰动间隔时间长,持续时间短,因此对电能质量影响极小。根据IEEE Std.929-2000规定的最差情况进行孤岛测试仿真研究,仿真结果表明,文中的方法具有响应快速、无检测盲区、对电能质量影响极小等优点。     

基于混沌理论的光伏并网发电系统孤岛检测研究

光伏并网运行模式下所带来的孤岛现象,对负载、光伏逆变电源和人身安全构成了危害;所以光伏并网发电系统都应具有检测出孤岛状态并停止并网运行的能力。混沌检测系统根据过／欠电压保护（OVP／UVP）的原理,实现光伏并网发电系统孤岛现象的精确、快速检测。该方法的显著特点是检测速度快、检测盲区小。本文对光伏并网发电系统和混沌检测系...     

A new approach to islanding detection of dispersed generators withself-commutated static power converters

In this paper, an islanding detection approach for dispersed generators with a self-commutated static power converter is proposed. This method is suggested based on the monitoring of the magnitude and sign change in ∂f_B/|∂P_L. To facilitate the detection process, a designated circuit for generating the output power deviation is also developed. The proposed method has been tested under various scenarios in order to examine the detection performance and operation reliability. It is found that the proposed method effectively detects the islanding event when different amount of power mismatch is considered. Moreover, by employing the simulated disturbances to the test system, the outcome reveals that the probability of false alarm is low. Test results solidify the feasibility of the method for the application considered     

基于小波变换的分布式发电孤岛检测方法

为保证电力用户的供电质量和电力系统的安全运行,分布式发电系统（distributed generation,DG）要求具有孤岛检测功能。针对分布式发电系统中传统孤岛检测方法的不足,提出一种基于小波变换的孤岛检测方法。该方法用小波变换从公共连接点（point of common coupling,PCC）的电压提取小波系数,并求其标准偏差和能量值的平均值,再通过设置的门槛值来判断是否发生孤岛。研究结果表明,该方法克服了传统孤岛检测方法的缺点,同时,仿真结果验证了该方法能够快速、准确地检测到孤岛的发生,并表明即使在各种扰动下,也不会发生误动作。     

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。