带正反馈的有源频率偏移孤岛检测及盲区讨论

随着分布式发电的迅速发展,越来越多的可再生能源通过并网逆变器输送到电网.在电网发生故障时,及时准确地检测出孤岛效应,具有非常重要的意义.这里采用带正反馈的频率偏移法(AFDPF)检测孤岛效应的发生,并且对该方法的检测盲区进行了描述.最后给出了实验结果和对盲区的分析,结果表明,带正反馈的频率偏移法能有效检测出孤岛的发生.     

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.     

基于负序电压分配因子的孤岛检测新原理

提出了一种非破坏性和无盲区的孤岛检测新方法.分析了微网并网及孤岛2种状态下,负序网络的拓扑结构.根据负序网络等效阻抗的变化规律,提出了一种基于负序电压分配因子的孤岛检测方法.在 IEEE Std.1547标准所定义的最恶劣情况下,对该方法进行了仿真验证,结果表明在电压和频率均处于正常范围的情况下,可快速有效地检测出孤岛的发生,且在电网非全相运行的情况下依然能够正确检测出孤岛,同时在伪孤岛发生情况下,也不会出现误判.     

光伏并网发电系统孤岛检测技术

孤岛检测是光伏系统并网必需的功能,要求既能快速检测出孤岛状态,同时又能尽量减少对电网的不良影响。介绍孤岛状态产生原理及其带来的负面效应。阐述并网逆变器侧本地检测技术中各种方法的工作原理,并就每种方法的检测盲区、适用范围、对系统电能质量及暂态响应的影响等进行论述。指出在减少对系统影响的基础上,进一步提高检测效率、减小或消除检测盲区以及将基于不同原理的孤岛检测方法组合使用,将是今后孤岛检测研究的重要方向。     

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...     

基于无功-频率下垂特性的无功扰动法在孤岛检测中的应用

孤岛检测是光伏并网研究的难点,特别在光伏并网逆变器输出与负载功率平衡时难以有效检测出孤岛,为此提出一种基于无功-频率下垂特性的无功扰动孤岛检测方法。该方法通过引入一个与负载无功-频率特性相关的线性函数作为无功扰动的输入量,打破功率平衡情况下发生孤岛时所存在的孤岛稳定运行点。再将实时检测到公共耦合点频率的偏差,引入到无功扰动的函数中形成正反馈回路,加速频率的偏移,使并网逆变器输出电压频率超出限定阈值,从而实现孤岛检测。仿真结果表明,该方法具有无检测盲区、响应快速、对电能质量影响小的特点。     

分布式发电系统孤岛检测技术

针对现有孤岛检测方法的不足之处,在分析孤岛检测基本原理的基础上提出了一种新的被动式孤岛检测方法.该方法以并网公共连接点(point of common coupling,PCC)处频率变化与负荷电压变化之比Δf/ΔVL作为检测指标,其计算值与所给门槛值相比较来判断并网系统是否发生孤岛现象.在考虑负荷突变、电网电压波动等多种扰动对孤岛检测的影响的基础上做了仿真实验.结果表明,该方法简单可行、快速可靠,且检测盲区很小.     

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.     

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.     

基于混沌特性的微电网孤岛检测技术

孤岛检测是微电网并网/孤岛灵活控制的重要技术环节。针对传统被动孤岛检测可靠性差、主动孤岛检测影响微电网电能质量的情况,提出了利用微电网并网/孤岛转换过程中的混沌特性来进行孤岛检测的方法。分析了微电网并网/孤岛转换过程中发生混沌现象的主要原因,利用混沌理论对并网/孤岛转换过程中的电压波形进行相空间重构及最大Lyapunov指数和关联维数的提取,证明了微电网并网/孤岛过程中会出现典型的混沌现象。在RTLAB实时仿真平台上开展微电网孤岛检测仿真,证明了采用混沌特性进行孤岛检测的有效性。将微电网并网/孤岛混沌特性引入被动孤岛检测减小了传统孤岛检测盲区,提高了被动孤岛检测的准确性和可靠性。     

基于谐波电压与基波频率的被动式孤岛检测方法

针对光伏电站独立防孤岛保护装置现有的被动式孤岛检测方法盲区较大,同时频率判据无法区分电网低频与孤岛低频的问题,结合电网实际需求,提出了一种基于并网点谐波电压与基波频率的新型被动式孤岛检测方法。首先,对该方法进行理论分析及防误动措施设计;其次,在孤岛和并网的多种情况下对所述方法进行仿真验证;最后,通过实际发生的孤岛数据验证该方法的有效性。研究表明,该检测方法简单可靠,不仅缩小了检测盲区,而且可区分电网低频和孤岛低频。     

Active islanding detection method for the grid-connected photovoltaic generation system

This paper proposes an active islanding detection method incorporated into the control of the grid-connected inverter to protect the photovoltaic generation system from the islanding operation. The proposed active islanding detection method performs the grid-connected inverter as a virtual resistor with the operation frequency slightly higher or lower than the fundamental frequency of the utility voltage. The function of virtual resistor will not be actuated when the utility is nominal, and the grid-connected inverter can convert the DC power from the solar array to an AC power. When the strong utility is lost, the grid-connected inverter acts as a virtual resistor with the operation frequency slightly higher or lower than the fundamental frequency of the utility voltage. Thus, the frequency and the amplitude of the local load voltage will be away from their normal values under the islanding operation. Hence, the proposed active islanding detection method can immediately detect the islanding operation. A prototype is developed and tested to demonstrate the performance of the proposed active detection method. Both computer simulation and experimental results verify that the performance of the proposed active islanding detection method is expected.     

基于周期交替电流扰动的孤岛检测方法

对于分布式电源并网系统，当电网断电时可以使用主动频率偏移法检测孤岛效应。但是，若在非检测区内电流扰动角与负载角相匹配，则主动频率偏移法将出现无法识别孤岛效应的问题。针对上述问题，文中提出了一种新颖的基于周期交替电流扰动的孤岛检测方法。在保证扰动电流与公共耦合点电压同步前提下，前一个周期扰动电流频率向上偏移，当前周期扰动电流频率向下偏移。根据公共耦合点电压频率是否周期高低交替变化来识别孤岛现象。经过仿真和实验验证，该方法不但可以准确识别孤岛效应，而且解决了主动频率偏移法存在的非检测区问题。     

基于分层控制的微网无缝切换研究

由分布式发电(DG)单元结合本地负载、储能设备等组成的微电网整合了各分布式发电单元的优势,减弱了对大电网的影响。微电网能够在并网模式与孤岛模式下运行:并网时,系统处于电流源型工作式模输出给定功率;孤岛运行时,DG单元需维持微电网电压和频率稳定。针对微网平滑切换控制方法进行了研究,提出一种适用于分层控制结构的新型控制器,通过控制前后两种控制器在切换瞬间的输出实现平缓变换,可削弱切换暂态过程影响、确保模式切换的平滑性,使系统稳定性得以提高。最后,建立微网系统实验平台对文中所提策略的有效性和可靠性进行实验验证。     

基于谐波畸变率正反馈的孤岛检测新方法

孤岛检测是微电网并网运行的必备功能,传统的被动检测方法存在盲区,而主动检测方法对微电网具有破坏性。为实现孤岛无盲区与非破坏性检测,文中提出一种基于电压谐波畸变率正反馈的孤岛检测方法。根据IEEE Std 1547规定的标准对所述方法进行了理论分析和仿真验证,结果表明该方法在电压和频率均处于正常范围的情况下,可快速、有效地检测出孤岛的发生,在电网单相及两相断路情况下仍然有效,且不受伪孤岛问题的影响。实现了非破坏性无盲区孤岛检测。     

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。     

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。     

基于双电源交叉供电动态电压恢复装置研究

针对负载侧多敏感设备同时发生电压暂降或中断时,多补偿设备同时工作导致设备间相互影响,降低电压恢复能力的问题,提出一种在母线侧集中补偿的新型大功率动态电压恢复装置结构。该结构采用将动态电压恢复器(DVR)与不间断电源(UPS)相结合,并基于双电源(两条独立母线电源)交叉供电方式,通过控制补偿装置的孤岛与并网运行模式的切换,伴随补偿装置工作在孤岛运行模式、孤岛与并网相互切换方以及并网运行模式3种状态,实现两段母线的交叉供电,确保了电网中敏感负荷的供电可靠性。试验仿真表明,该结构能大大提高动态电压恢复装置的输出电压能力,实现了母线侧电压暂降与中断的长时间集中补偿,进一步提高了敏感负荷的供电可靠性。     

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。     

一种快速小盲区的主动移频式孤岛检测方法研究

针对光伏PV并网发电系统中孤岛检测速度、检测盲区等问题,提出了一种快速小盲区的带正反馈的主动频率偏移检测方法。该方法根据第0个检测周期的公共耦合点PCC的电压频率与电网电压额定频率之差来确定初始斩波因子及施加扰动方向;并对第i个检测周期以前PCC点电压频率变化量分别取绝对值后进行累加,将累加值作为正反馈量施加至PCC点,在规定的检测周期内,完成孤岛的检测。采用Qf0×Cnorm坐标系对算法的检测盲区进行描述,利用Matlab/Simulink对孤岛检测性能进行仿真分析。结果表明:相比AFDPF法,新方法在满足并网电能质量的同时,具有更小的检测盲区;对感性负载的孤岛检测时间缩短至0.06 s,对容性负载只需0.04 s即可检测出孤岛;孤岛检测结果符合我国孤岛检测标准要求。