被动式防孤岛保护装置设计

针对目前光伏发电存在的孤岛现象,设计了一种被动式防孤岛保护装置。通过软硬混合测频策略,提高了频率测量准确度,解决了传统频率保护在逆变器启动时容易误动的难题;采用双串口通信方式,实现全双工数据交互,提高抗干扰能力;设计了一种滑窗采样方法,满足交直流开关量检测需求,简化硬件电路。     

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。     

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。     

太阳能光伏并网发电系统中孤岛效应的仿真研究

光伏并网发电系统除了具有过压、欠压、过频、欠频等常规保护外,还应具有一种特殊的保护功能——孤岛保护。被动式孤岛保护常采用过压欠压检测和相位突变检测相结合的方法。两种被动保护相结合能够保护绝大部分孤岛现象。但当PV系统输出功率和负载匹配时,被动式孤岛检测方法失效。因此,本文采用被动式孤岛检测和主动频率偏移（AFD）相结合的孤岛检测方法,实现了孤岛效应的无盲区检测。     

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。     

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。     

220kV琴韵3C绿色变电站站域孤岛保护实现方法

根据220 kV琴韵3C绿色变电站光伏发电系统的建设实例,基于对分布式光伏发电孤岛现象的发生和传统防孤岛效应保护的缺陷分析,研究了基于网络和IEC61850标准的站域孤岛保护的工作原理、抗干扰措施及整定原则.依托站内高速通信网,通过采集变电站区域内与并网光伏发电系统相关部分的实时运行信息,进行集中判断、运算,实现基于站级的防孤岛保护功能.站域孤岛保护解决了传统防孤岛保护存在不可检测区、整定困难和对电网产生电能质量影响的缺点.     

光伏发电系统非计划孤岛问题的研究

被动式反孤岛保护在现场应用广泛,但存在较大的动作死区,无法完全区分孤岛效应与暂态电压跌落,因此反孤岛保护无法与光伏的低电压穿越控制形成有效的配合。针对一起配电网孤岛案例,分析了孤岛产生的机理,对基于电压和频率检测的被动式反孤岛保护的适用性进行了评估。通过建立基于PSCAD的光伏孤岛仿真模型,分析了从故障发生到孤岛产生的过程中电压和频率的暂态特性,揭示了现场保护动作特性与孤岛效应的关系,给出了基于传统配电网的保护应对建议。     

用于分布式发电的低压反孤岛保护策略

针对逆变器输出功率和负载功率平衡无法检测出孤岛运行的特殊现象,提出一种新型低压反孤岛保护策略,通过控制自适应可变负载,更快速、准确地破坏分布式光伏发电孤岛运行条件,实现孤岛切除。试验验证了该方案既能弥补被动式检测盲区,又能去除操作过电压的隐患,同时还能消除开关频繁带来的问题,增加了主动性,提高了精确性,增强了实用性。     

光伏并网逆变器性能检测技术及智能检测平台系统研究

随着越来越多的光伏发电系统并入电网,为了保证电力设备、人员以及光伏系统本身的安全和发电系统的效率,有必要对作为光伏并网核心设备的光伏逆变器进行性能检测。为此,参考光伏逆变器测试标准CNCA-CTS004 2009A,设计了专业应对太阳能光伏并网逆变器试验检测用平台系统。该自动检测系统通过RS485和GPIB总线完成各模块间的通讯,实现全数据自动采集和智能分析。其中交流模拟电源装置能模拟公共电网的实际运行状况和实验室所需要的极限故障状态。直流模拟电源能够模拟太阳能电池的电压变化,为大功率光伏逆变器提供可编程的直流源。孤岛检测装置主要提供三种特性的负载,并能模拟谐振点发生,准确检测并网逆变器防孤岛效应保护功能。实验证明,该智能测试系统可自动实现光伏逆变器性能指标的检测与分析,精度高,可靠性强,可为其他光伏逆变检测系统提供研究依据。     

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。     

基于改进的Adaboost算法的光伏发电机组智能孤岛检测方法

传统的主/被动式孤岛检测法需要人工整定阈值,存在一定的检测死区,主动法注入的扰动信号也会对电能质量造成不利影响。针对以上问题,提出了一种基于改进的Adaboost算法的光伏发电机组被动式智能孤岛检测法。该方法使用Adaboost智能算法生成判断孤岛运行的分类模型,能够实现无盲区被动检测。所提方法基于各特征量间的电气联系对分类模型进行修正,通过重新分配各特征量的权重实现检测能力的提升。仿真结果表明,应用于多机并联的光伏发电系统时,经修正的分类模型可以在传统被动法的死区中准确地检测孤岛的发生,在短时电能质量波动、线路故障、主动法注入的扰动信号干扰等情况下,算法也能对孤岛运行状态进行精确检测。     

一种新型孤岛检测方法在光伏建筑一体化工程中的应用

随着新能源发电技术的普及应用及公众节能环保意识的提高,太阳能建筑一体化光伏系统(building integrated photovoltaic,BIPV)得到了越来越多的应用。针对一种城市住宅小区屋顶太阳能并网光伏发电系统的方案,在孤岛检测方面提出一种基于传统被动式孤岛检测方法和主动电流幅值偏移法的复合检测方法。实践表明,此方法在电网失电时,能迅速检测出孤岛效应。     

分布式光伏并网装置的研制

设计了基于ARM Cortex-M4内核32位芯片的双CPU分布式光伏并网装置,包括主控CPU、通信CPU。通过模块化设计、集成数据采样处理,实现装置与配电网调度中心及逆变器等智能装置的信息交互,具备带方向和复压闭锁过流保护、逆功率保护、零序电流保护、过负荷保护、被动式防孤岛保护、同期并网等功能。考虑分布式光伏电站对同期并网的高要求,提出了基于采样点相角差预测捕捉合闸点的差频并网算法。微机继电保护系统测试结果表明,所设计装置能够准确地进行数据采集、保护可靠动作;相较于传统差频并网算法,所提预测算法能够有效地提高并网精度。     

基于太阳能发电系统的分布式电网并网研究

实现分布式发电系统的有效并网是分布式电网主要的一个发展方向。以太阳能发电系统为例对分布式电网的并网系统展开研究。着重分析了在光伏并网过程中出现的孤岛效应,同时在远程智能孤岛检测设计中提出了基于电力系统同步相量检测单元(PMU)的孤岛效应检测方案。最后给出了光伏并网流程,提高分布式电网并网的安全性与稳定性。     

光伏发电接入大型建筑物配电网的系统问题探讨

通过简述光伏发电系统的应用概况,研究了并网型光伏发电系统的模型,并进行了仿真分析。以大型建筑物配电网为基础,根据光伏发电系统的特性,分析了光伏电源接入大型建筑物配电网后的影响,重点介绍了光伏发电的出力仿真及预测、配电网保护、电压调整、过电压、电能质量、非正常孤岛等内容,以期为光伏电源接入大型建筑物配电网、提高大型建筑物配电网的设计质量,促进安全运行和维护。     

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。     

分布式光伏发电的双向智能电表设计

从分布式太阳能光伏发电和智能电网高级测量体系出发,介绍了一种可用于分布式光伏发电的双向智能电表。智能电表的设计采用ADE7880作为电能计量芯片,采用LPC2119作为控制核心,给出了电能计量方法和系统控制流程。测试结果显示双向智能电表误差小,支持远程扩展控制功能。     

分布式发电系统并网变流器防孤岛检测技术研究

在分布式并网发电系统孤岛检测技术及防孤岛效应保护能力测试技术发展现状的基础上,提出并研制了复合光伏并网逆变器和风力发电并网变流器的防孤岛效应试验平台。该平台实现了不同类型并网变流器防孤岛效应测试。不仅可用于验证分布式发电系统并网变流器的防孤岛效应保护能力,还可用于研究不同孤岛检测方法的特点,为并网变流器孤岛检测策略的选择及优化提供依据。