基于无功功率控制的光伏系统孤岛检测法

孤岛检测是分布式发电并网研究的难点,特别是在逆变器输出与负载功率平衡时难以检测出孤岛。频率或相位偏移等主动检测方法向电网注入谐波,而且在逆变器输出与负载相位匹配时孤岛检测失效。对此提出一种基于无功功率控制的孤岛检测法。与传统方法相比,该方法输出波形中谐波含量小,而且在并网运行时不会因扰动而降低发电量,仿真和实验结果表明逆变器能及时地检测出孤岛并关闭并网发电系统。     

光伏发电系统并网点谐波电压波动特征孤岛检测法

光伏发电系统并网点处的谐波电压由系统扰动、本地负荷和光伏发电系统共同确定,基于波动量法提出一种以并网点谐波电压波动量为特征的光伏发电系统孤岛检测方法。测量公共联结点谐波电压,用小波变换法提取测量电压中包含的高次谐波分量,以高次谐波电压波动量变化规律作为孤岛识别和检测指标,无需外加扰动,可消除检测盲区。基于IEEE.Std 1547标准,对理想光伏发电并网系统进行的仿真证明,利用并网点测量电压中包含的谐波电压波动量进行孤岛检测,当测量点处的电压和频率在正常范围内时,不仅可快速、准确地检测孤岛,还能准确识别电网故障引起的电压暂降、投切负荷等干扰,避免伪孤岛引起的检测错误。     

基于电网阻抗测量的新型主动式孤岛检测法

对一种针对单相并网系统的基于电网阻抗测量的主动式孤岛检测方法进行了深入分析。详细阐明了该检测方法的检测盲区,绘制了检测盲区分布图。新型孤岛检测法通过在参考电流相位中加入一个幅值很小的二倍频扰动信号,检测电网阻抗变化实现反孤岛保护。具有实现简单、对电能质量影响小、理论上几乎不存在检测盲区、响应时间短、抗干扰性好、可测量网侧阻抗并可用于多台逆变器并网系统等优点。在并网变换器实验平台上对该方法进行了实验验证,实验结果表明其检测性能优越,满足IEEE929-2000标准。     

基于量测信息的低压配电网阻抗拓扑模型构建

针对低压配电网阻抗拓扑模型不明确的问题,提出一种基于高级量测体系的低压配电网阻抗拓扑模型构建的在线识别方法。利用AMI提供的各用电用户电压数据,根据各负荷节点的电压相关性及辐射性网络节点电压分布特点,通过K-means聚类算法和用户间的皮尔逊电压相关系数分析原则,完成对低压配电网络拓扑模型的修正。根据修正后的台区拓扑结构中同一相别下智能电表所采集的序列数据,通过计算同一相别所有用户的相电压搭建优化问题模型,使得使用时间序列内不同电表数据计算得到的相电压矩阵方差最小,从而求得配电网线路阻抗参数,实现对配电网络的建模。通过实际算例验证了该方法的可行性和有效性。     

基于谐波电压突变的无功功率扰动孤岛检测法

由于无法辨析并网点(point of common coupling, PCC)电压跌落的本质原因,光伏电站低压穿越(low voltage ride through, LVRT)控制与现有的孤岛保护在同时满足动作条件时缺乏选择性,影响系统的安全稳定。为研究与光伏LVRT相互协调的孤岛检测方法,根据孤岛现象和电压暂态扰动现象发生时PCC谐波电压的差异,提出一种基于光伏并网点谐波电压突变的无功功率扰动孤岛检测方法。该方法在检测到PCC处的谐波电压突变后,经40 ms延时,对光伏逆变器输出的无功电流采用基于PCC频率变化量函数进行扰动,使PCC频率超出正常范围,实现孤岛检测功能。仿真结果表明：方法在保证与LVRT协调配合的前提下能在较短时间内完成对光伏电站孤岛状态的检测;此外在故障特征量较小的工况下方法依然可靠适用,消除了传统孤岛检测方法盲区的同时保证了孤岛检测的准确性。     

配电网谐波量测装置最优配置方法

为满足油田节能减排与工艺调整要求,变频器等非线性电力电子设备的应用日益广泛,油田配电网谐波污染日趋严重。谐波在线监测系统为测量和分析油田配电网谐波分布特征奠定了基础;但受应用经济性约束,谐波量测终端安装数量有限,有必要对其安装位置进行优化。本文综合考虑谐波状态估计可观测度与冗余度,提出了一种量测终端优化定址方法。采用谐波状态估计可观性逻辑判断法,利用节点关联矩阵计算不同谐波量测终端配置方案下系统可观测度与冗余度;在保证系统可观测度最大的前提下,以冗余度最大为目标优化量测终端安装位置。实现在终端数量有限的情况下提高油田配电网谐波状态估计的可观测度与精度,建模仿真结果证明了该方法的有效性。     

适用于直流配电网的分布式光伏发电防孤岛方法

直流配电网可以实现分布式光伏发电的大规模高效接入,提高可靠性并降低接入成本。但是,直流配电网因仅有直流电压作为判断依据,且无法实施主动移频等方法避免检测盲区等原因,造成孤岛检测困难。文中给出适用于直流配电网的分布式光伏发电防孤岛方法,通过低频电压分量主动注入,并对该分量进行检测,实现直流配电网孤岛的无盲区检测。并能实现AC/DC接口换流器间的工作模式切换。仿真结果证明该方法可以正确、迅速地检测出直流配电网中出现的孤岛,并保证模式切换时不会发生误动作,同时证明了低频电压波动不会传递到DC/DC换流器的另一侧,不会影响光伏矩阵和其它直流设备的正常工作。     

基于阻抗测量的分布式光伏孤岛检测方法

针对分布式光伏并网点孤岛检测问题,提出了基于阻抗测量的分布式光伏主动孤岛检测方法,通过在并网点加入信号发生器,引入高频信号,主动判断系统阻抗变化,进行微网或光伏孤岛检测,优于目前通用的被动式孤岛检测算法,从而消除检测盲区。最后对主动孤岛检测算法进行仿真,分析可知基于阻抗的孤岛检测方法可有效规避检测盲区,提高孤岛产生时的电网运行安全性,且高频电压信号的引入对原有分布式光伏正常运行无明显影响。     

基于离散一致性算法的直流配电网多光伏协调控制策略

针对多光伏直流配电网系统在不同应用场景下存在的功率波动,文中提出了一种基于离散一致性算法的分布式多光伏协调控制策略。首先,相邻光伏控制器之间可以进行功率偏差和运行模式信息的交换,通过离散一致性算法可以获得功率偏差和运行模式的平均值。然后,更新运行模式指令和功率参考指令,并利用光伏之间的互补功率来平衡功率偏差。光伏可自适应地工作在最大功率跟踪模式或定功率模式。采用这种方式,即使光伏的光照强度和额定容量不均匀,也可以保证功率平衡。最后,通过仿真结果验证了所提控制策略的有效性。     

基于谐波阻抗特征函数的分布式发电孤岛识别方法研究

研究一种新的分布式发电系统被动式孤岛检测方法,其主要用于检测功率平衡状态下发生的孤岛,并由此提出虚实阻抗概念,在非孤岛并网运行条件下,因电网电压的存在,基于并网电流和电压值获得的阻抗数值实际是一种虚阻抗;孤岛发生时,获得的阻抗数值才是实际阻抗值。利用孤岛发生时虚实阻抗的变化和电网系统的谐波失真,构建一种谐波阻抗特征函数用于特征量提取,并借助BP神经网络进行孤岛检测。理论与实验表明,根据特征函数选取的特征量孤岛前后区别明显,有助于孤岛检测,证明了该孤岛检测方法具有可行性和有效性。     

基于光伏逆变器的电网谐波阻抗测量新技术

针对新型电力系统背景下电网谐波阻抗的测量需求,提出了一种基于光伏逆变器的新型电网谐波阻抗测量方法。所提方法不会对电网产生扰动,无需安装额外的测量设备,并且还能在阻抗测量过程中治理电网谐波。该方法在基波下控制光伏逆变器实现正常发电功能,在谐波下控制其等效为虚拟电阻。通过改变逆变器的等效虚拟谐波电阻值,测量并网点谐波电压的幅值,并结合最小二乘法来估算系统的谐波阻抗幅值。利用硬件在环实时仿真试验平台进行阻抗测量试验,测量结果与设定值相符,系统5次谐波阻抗的测量精度达99%,7次谐波阻抗的测量精度达97%,验证了所提方法不仅可测量系统多次谐波阻抗幅值,且能保证较高的测量精度。     

基于自适应虚拟谐波阻抗控制的孤岛微电网谐波均流策略

孤岛微电网中非线性负载带来了大量谐波,若各并联逆变器连接至公共交流母线的馈线阻抗与其额定容量失配,将使得谐波电流不能在各逆变器间均匀分配。固定虚拟谐波阻抗方法可以有效地提高谐波电流分配精度,但会影响公共交流母线电压质量。因此,提出了一种自动调节虚拟谐波阻抗实现谐波均流的控制策略。各逆变器根据其谐波电流的有效值构造实时变化的虚拟谐波阻抗,建立起谐波电流与虚拟谐波阻抗的自调整关系,重塑系统在谐波域的输出阻抗以匹配馈线阻抗,动态调整谐波电流分配,有效地提高了谐波均流精度,且兼顾了公共交流母线的电压质量,无需检测线路阻抗信息。仿真和实验结果验证了所提策略的可行性。     

基于Adaboost算法的并网光伏发电系统的孤岛检测法

目前光伏并网发电系统的孤岛检测多采用主、被动法结合的方法,然而无法有效确定参考电气量的阈值,导致孤岛检测存在死区,同时也可能影响电能质量。基于此,提出了一种基于Adaboost算法的智能被动式孤岛检测方法,通过仿真建立光伏系统并网和孤岛运行的数据库,提取可判断并网和孤岛运行两种状态的特征量,利用Adaboost算法建立判断并网和孤岛运行状态的二分类模型,应用该模型根据某一运行状态下的特征量对其进行分类。该方法需要建立比较完备的数据库,选择合适的电气量作为判据。该方法避免了传统孤岛检测法各电气量阈值无法确定的问题,不引入扰动信号,不干扰电能质量。最后通过仿真验证了其检测孤岛的可靠性。     

糯扎渡直流送端普洱换流站孤岛方式谐波阻抗计算研究

从直流换流站交流母线向系统看入的系统谐波阻抗是交流滤波器设计的基础条件,据此分析了直流换流站谐波阻抗计算时发电机及升压变电阻集肤效应的影响。结果显示,直流联网方式谐波阻抗计算时近区发电机及升压变电阻集肤效应可以忽略,而直流孤岛方式谐波阻抗计算时集肤效应显著,需要顾及。     

基于非特征频率突变量阻抗的多机集群孤岛检测方法

微电网中多类型电源并存的多机集群复杂工况对传统阻抗式孤岛检测法的应用提出挑战。提出了基于非特征频率突变量阻抗的孤岛检测方法。该方法采用外部集中扰动的方式注入扰动信号,并利用快速傅里叶变换计算公共耦合点处非特征频率突变量阻抗,同时将断路器流经的工频电流与相邻多机集群的非特征频率突变量阻抗作为辅助判据,以实现可靠有效的孤岛检测。通过理论分析与仿真验证可知,本文所提的孤岛检测算法不存在检测盲区,能够可靠应对负荷投切等系统暂态扰动,适应于多类型电源并存的多机集群微电网工况。     

基于波参数的直流线路谐波阻抗解析方法

为深入研究直流线路的谐振特性,提出一种长线路模型的解析方法,并依托某在运±800 k V特高压直流输电工程进行了理论计算与仿真分析的对比研究。首先,推导出线路单位长度等效参数,并引入波参数对直流线路四端口网络进行求解,计算出各频率点的等值阻抗;其次,通过将EMTDC程序中的相域频变线路模型与计算结果进行对比分析,验证了仿真模型与所提解析方法的正确性与精度;最后,对直流系统200 Hz频段以内进行阻抗解析,并仿真分析了直流线路在各类典型故障下的过电压与过电流。结果表明:系统在50 Hz与100 Hz附近存在谐振风险,需要采取一定的谐振抑制措施。     

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。     

基于逆变电源的中低压配电网谐波阻抗测量研究

基于谐波注入的阻抗测量方法具有谐波幅值可控的优势,在阻抗测量中得到了广泛的应用。文中介绍了一种基于逆变电源的中低压配电网谐波阻抗测量方法,针对不同电压等级的配电网设计了不同的测试拓扑,分析了通过逆变电源产生的谐波电压测量中低压配电网谐波阻抗的原理;同时,建立了不同控制方式逆变电源的戴维南模型,并分析了不同控制逆变电源等效电路的特性;为了提高测量精度,同时满足测试时的电网谐波要求,文中也提出了一种谐波注入准测。最后通过Simulink仿真证明,基于逆变电源的配电网谐波阻抗测量方法可以准确测量出配电网阻抗参数。     

基于虚拟阻抗的电流源光伏逆变器谐波补偿法

提出了一种新型的低开关频率下,基于虚拟阻抗的并联电流源光伏并网逆变器特定谐波补偿的控制策略。建立了并联电流源光伏并网逆变器模型,分析了影响并网电流谐波的因素,对特定谐波消除法(SHE)的脉宽调制(PWM)波形进行修改,推导了如何利用逆变桥输出电流特定谐波补偿电网电压特定谐波对并网电流的影响。仿真结果验证了本方案可以很好地补偿电网谐波对并网电流的影响,改善并网电流谐波性能。