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。     

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。     

二次型最优控制算法优化的电能质量控制

因光伏并网电能质量控制中存在孤岛效应而导致电能控制效果较差,为此提出结合VPI(vector proportional integral)控制策略与二次型最优控制算法,通过检测光伏并网中的孤岛效应,以提高综合电能质量的控制效果。根据VPI控制策略采用VPI电流控制器补偿控制电流高次奇次谐波相位,基于相位补偿结果利用二次型最优控制算法检测光伏并网孤岛效应,并将系统跟踪误差与控制输入加权二次型作为性能指标,使系统性能指标函数最小,得到最优控制规律,从而完成电能质量最优控制。仿真结果表明,光伏并网处于感性负载和容性负载时,最优控制系数均低于239.15,能够准确检测出孤岛效应,且该方法可有效减小谐波,实现了光伏并网的综合电能质量最优控制。     

基于模糊控制的新型主动移相式孤岛检测方法

孤岛效应是光伏并网发电系统必须要解决的基本问题之一。针对传统主动移相式孤岛检测方法存在检测盲区及对输出电能质量影响较大的问题,通过分析传统方法中参数与检测盲区的关系,并基于模糊控制,提出了一种新型主动移相式孤岛检测方法。根据孤岛发生时公共耦合点电压频率的变化情况,对改进方法中的参数k进行自适应调整。基于Matlab/Simulink的仿真结果验证了该方法不仅能准确快速地检测出孤岛,而且进一步减小了检测盲区,同时也减小了扰动对电能质量的影响。逆变器输出电流畸变相对于传统方法降低了0.48%。     

基于电流扰动-频率偏差的孤岛检测方法

孤岛检测是光伏并网发电系统的必备功能,为了减小孤岛检测装置检测盲区及其对电能质量的影响,提出一种基于无功电流扰动-频率偏差的孤岛检测新方法。该方法通过注入低频正弦无功电流扰动,迫使公共耦合点频率发生波动。通过定量分析扰动频率与PCC点电压频率波动量的关系,定义一种用于新的孤岛检测评价指标,即平均绝对频率偏差指标,判别光伏系统是否处于孤岛状态。经理论分析和光伏发电系统仿真研究,该方法能够准确检测出孤岛状态,且无检测盲区。     

WT-ANFIS在孤岛检测中的应用研究

针对传统被动式孤岛检测法存在检测时间长、盲区大,而主动式孤岛检测法影响电能质量的缺点,提出一种新的基于模糊神经网络与小波变换的孤岛检测方法。该方法首先采集逆变器输出的电流信号和公共耦合点处的电压信号,再将该电流信号和电压信号分别进行小波变换,然后通过对各尺度上的细节信号进行算法处理来获取适合于孤岛检测的特征向量,最后该特征向量通过模糊神经网络进行模式识别来判断系统是否发生孤岛现象。仿真与实验结果表明,该方法在并网逆变器功率与本地负载功率匹配及失配的多种条件下均能有效识别,具有检测速度快,盲区小,对电能质量无影响等优点,并且适合于单相、三相光伏并网系统。     

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。     

一种新颖的光伏并网系统孤岛检测方法

在电网发生故障时,及时、准确地检测孤岛效应,对并网发电的光伏系统具有重要意义,为此提出了一种新的周期扰动正反馈有源频率漂移法.当电网出现故障时,在逆变器不同性质负载下,逆变器输出电压频率总是存在较明显的变化,通过该控制方法可快速、准确地检测出孤岛效应.实验表明,该方法能够在不同负载情况下快速准确地检测出电网故障.     

基于双向谐波电压变动的光伏并网孤岛检测

针对传统的被动式光伏并网孤岛检测存在的检测死区问题,提出一种基于双向谐波电压变化量的光伏并网孤岛检测方法。通过分析孤岛前后谐波电压的变动及传统谐波电压检测法的失效机理,提出基于双向谐波电压的孤岛检测策略。利用加窗傅里叶变换同步计算光伏集中并网发电系统送出线路电流及所接母线电压的谐波,从而获得各次谐波功率;由并网运行时谐波功率的正负极性判断各次谐波源方向,并根据正、负最大谐波功率值选择系统侧、光伏侧谐波的特征频次;利用滑动加窗傅里叶变换分析这2个频次的母线谐波电压变化量,建立孤岛检测判据,若系统侧谐波电压减小量和光伏侧谐波电压增加量均满足判据,则发生孤岛。仿真结果验证了所提方法的有效性。该方法不影响并网逆变器输出的电能质量,且能在较严重背景谐波下有效检测孤岛,检测死区较小。     

光伏发电系统的PSCAD/EMTDC仿真建模及孤岛检测研究

基于PSCAD/EMTDC仿真平台搭建了并网光伏发电系统模型,分析了并网光伏发电系统的孤岛效应现象。并网逆变器采用最大功率点跟踪(MPPT)-电压控制策略,孤岛效应识别方法采用基于频率-无功电流反馈的孤岛检测方法。通过光伏发电系统输出特性仿真及孤岛检测仿真,验证了所提模型和方法的正确性。     

基于无功电流控制的并网逆变器孤岛检测

孤岛检测技术是并网逆变器运行所必须具备的关键技术。传统有源孤岛检测方法注入的扰动影响电能质量。为了解决该问题,提出一种基于无功电流控制的孤岛检测方法,通过控制无功电流使其产生的频率偏移方向与有功电流产生的频率偏移方向一致,使电网断开后频率迅速超过所设置的阈值而检测出孤岛,并对其进行量化分析,使孤岛算法在无检测盲区的基础上尽可能地减小对电网的影响。根据IEEE Std.1547测试标准对提出的方法进行仿真和实验验证。结果表明,提出的孤岛检测方法可以快速有效地检测到孤岛的发生,验证了提出方法的有效性。     

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。     

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。     

基于频率-功率因数角组合判据的新型孤岛检测法

为解决传统的孤岛检测方法难以兼顾电能质量和检测效率的问题,在综合分析孤岛前后孤岛内公共耦合点的频率和功率因数角之间变化关系的基础上,推导出了两者的定量关系,提出了一种基于组合判据的新型孤岛检测方法。该方法将频率变化与功率因数角的变化相结合,提高了判据的灵敏性,并且通过延时提高了新方法的可靠性。仿真证明,相对于传统的被动式孤岛检测法,在不同性质的本地负荷下,新方法具有较高的检测效率,且在系统发生扰动时,有较高的鲁棒性。新方法是一种被动法,在系统并网运行时不会影响电能质量。     

大规模光伏电站孤岛运行方式分析

为提高光伏电站并网运行情况下供电的可靠性,文中提出了在传统光伏电站主控与监测系统中扩展孤岛检测与能量管理功能的方法.当检测到光伏电站处于孤岛运行状态时,根据上一时刻采集到的并网电压推算逆变器参考电压相位,并调整逆变器控制策略,使光伏电站根据负荷情况调整电流输出.通过对大规模光伏电站接入的实际配电网络的仿真分析表明,该方...     

一种光伏并网逆变器孤岛检测新方法

当电网出现故障时,在孤岛检测时,常用的无源检测方法和有源检测方法中的有源频率偏移、滑模频率偏移和输出功率扰动法都存在检测盲区。针对这几种方法在孤岛检测时的缺陷,提出了一种主动式孤岛检测新方法,通过脉动负载改变逆变器并网负荷大小,检测逆变器输出电压、频率等来判断孤岛的发生。通过理论分析了该方法具有检测速度快,对电网无影响,无检测盲区。该方法对多台并网运行的光伏逆变器也同样适用。并通过仿真测试和实际产品试验验证了该方法的有效性。     

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.     

基于有功功率盲区估计的孤岛检测方法

分布式发电系统孤岛检测中,被动检测法存在较大盲区,主动移频法可以减小盲区,但影响电能质量。针对上述问题,提出一种基于盲区估计的孤岛检测方法。以负载等效电阻值是否处于有功功率盲区范围作为引入主动移频法的依据,将被动式和主动式结合来进行孤岛判断。该方法能实现无盲区检测,同时降低主动移频法的谐波注入频率,减少对分布式发电系统输出电能质量的影响。通过Matlab建模仿真验证了方法的可靠性,并网逆变器能迅速、有效地检测到孤岛现象。     

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。     

柔性互联交流配电网的换流器并离网统一控制策略

提出一种并离网统一控制策略,在孤岛控制模式的基础上设计了主动功率调节功能,并网运行时按照有功-电压平方下垂的关系自动分配有功功率;离网运行时下垂功率控制自动切换成定交流电网频率和电压的孤岛模式。该方法适用于并网和离网2种不同的运行工况,并且省去了孤岛检测环节,大幅简化了控制系统结构。以四端柔性互联交流配电网系统为例,详细分析了并离网统一控制策略的参数设计方法,并建立电磁暂态仿真模型,针对并离网多种不同工况开展仿真。仿真结果表明,所提方法可以满足柔性互联系统的负荷均衡及转供的性能要求,同时也避免了并离网切换过程的过电流。