基于q轴电流扰动的孤岛检测方法

提出了一种基于q轴电流扰动的孤岛检测方法。该方法通过引入q轴电流扰动,使RLC负载在电网因故障断开时产生频率偏移,从而检测出孤岛。引入的q轴电流扰动结合了无功功率变化和频率变化,当系统在电网下运行时,无功功率变化和频率变化接近于零。因此该方法具有非常小的谐波畸变率,保证了良好的电能质量。基于Matlab/Simulink软件包的仿真结果表明,该方法在设定的参数条件下能在1 s内检测到孤岛现象,且对系统具有非常小的影响。     

相位正弦扰动的孤岛检测新方法

光伏并网逆变器作为一个安全可靠的并网逆变装置,必须要能及时检测出孤岛效应。以三相光伏逆变器为对象,提出了一种新型的主动式孤岛检测方法—相位正弦扰动法,即在逆变器输出电流的相位中加入微弱的正弦扰动,通过检测公共耦合点PCC(point of common coupling)电压q轴分量的幅值来判断孤岛的发生;推导了孤岛发生后PCC电压q轴分量的幅值与负载品质因数的关系;给出了检测出孤岛的定量条件;论证了该方法不影响输出电流的过零点、幅值和基波;阐明了在负载平衡的情况下此法不存在检测盲区;最后进行了Matlab/Simulink仿真,验证了提出方法的有效性。     

基于有功电流扰动孤岛检测方法研究

孤岛检测是分布式发电并网逆变器必须具备的功能。有功电流扰动孤岛检测方法通过注入触发孤岛保护的有功扰动电流,打破断网后逆变器输出与负载功率的平衡来实现孤岛保护。由于该类方法不向电网注入谐波且不影响电网频率,因此具有一定的实用价值。通过理论分析与实验验证,比较了有功电流扰动类孤岛检测方法的特性,自适应有功电流扰动法与其他两种方法相比,不仅能实现无盲区孤岛检测,同时能显著减小注入的扰动电流,降低对电能质量的影响。     

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。     

基于自适应有功电流扰动的孤岛检测

以三相光伏并网逆变器的孤岛检测技术为研究对象,针对已有有功电流扰动法存在的不足,提出了自适应有功电流扰动的孤岛检测算法。根据孤岛发生后可通过检测公共耦合点(PCC)电压幅值得到负载电阻值的特点,推导了能触发孤岛保护的最小有功扰动电流和PCC电压幅值的关系,能根据PCC电压幅值自适应地加入所需有功扰动电流,从而在断网后检测到孤岛,且此法不存在检测盲区。根据IEEE Std.1547.1和IEEE Std.929—2000规定的标准对所提算法进行了仿真研究,验证了提出算法的正确性。对比实验研究也表明,相对于已有有功电流扰动法,该算法对逆变器输出电流的扰动明显减小。     

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。     

一种改进的主动移频式孤岛检测技术

为了提高孤岛检测速率,改善并网电流波形质量,在传统AFD扰动方式基础上提出了一种新的改进型电流扰动策略。对传统AFD而言,截断系数cf越大则电流畸变率越大,而cf较小则检测效率降低。因此,如何在孤岛检测效率与电流畸变之间取得良好平衡是孤岛检测问题中的难点。所提出的电流扰动法对并网电流施以变步长cf扰动,能有效改善稳定电流波形THD,同时在负半波加强扰动量能提高检测速率。理论分析与仿真试验均验证了该新型扰动策略的正确性和可靠性。     

三相光伏并网逆变器电流扰动孤岛检测建模及分析

电流扰动法是孤岛检测方法之一。首先建立了三相光伏并网逆变器孤岛检测时域数学模型,在此基础上探讨了有功电流扰动和无功电流扰动对公共耦合点电压幅值和频率的影响,并进行了量化分析。在MATLAB/Simulink仿真环境中根据IEEE Std.929—2000标准进行三相逆变器孤岛测试仿真研究,仿真结果验证了量化分析的正确性。所得结论有助于在可靠进行孤岛检测的前提下,最大限度地减小电流扰动对电能质量的负面影响。     

正反馈有源频率扰动孤岛检测的一种改进算法

反孤岛保护是光伏并网发电系统的主要特性指标。这里结合周期性扰动的正反馈有源频率扰动(AFDPF)法和2N周期电流扰动法的优点,提出一种新型AFDPF孤岛检测法。该方法通过检测电流频率扰动后输出端电压频率的变化来判断扰动效果,实现了孤岛保护。基于PSIM和Matlab软件平台对孤岛保护效果进行仿真,而后在6 kW的并网逆变器实验平台进行验证。仿真和样机实验结果表明,该方法可快速检测出孤岛状态。     

改进的周期主动频移式孤岛检测方法

当在非检测区内电流扰动角和负载相角匹配时,基于周期交替电流扰动法可以有效地检测出孤岛现象。然而该方法存在注入扰动对输出电流的质量影响较大的缺点。结合一种改进的主动频移法,提出改进的周期主动频移式孤岛检测方法。该方法在相邻两个周期以不同的电流扰动方程作为参考电流波形,前一个周期中注入扰动使公共耦合点电压频率向上偏移,后一个周期使频率向下偏移。电网断电后,通过观察相邻周期公共耦合点电压频率差是否连续的正负交替变化来识别孤岛现象。经过理论分析和Matlab仿真验证,该方法可以准确地识别出非检测区内的孤岛效应,同时注入的扰动对输出电能质量影响很小。     

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。     

微电网新型孤岛检测技术的研究

当电网发生故障时,微电网系统可以用主动频率偏移法检测孤岛现象。但若电流扰动角与负载角相等时,此时主动频率偏移法将无法判别孤岛效应。针对上述问题,研究了一种新颖的正半周期电流扰动法,在正半周期给电流频率一个扰动,在负半周期电流频率与电压频率保持同步。一旦孤岛现象出现,输出电流频率的变化将导致公共连接点处电压频率的变化,根据相邻半周期频率之差是否连续正负交替变化来检测孤岛现象。通过仿真验证,该方法减小了主动频率偏移法存在的非检测区,检测快速、有效,对电网电能质量的影响也较小。     

基于带不平衡度非线性正反馈的负序电流扰动孤岛检测方法

孤岛检测是并网逆变器必须具备的功能,其基本要求是在电网规定的时间内无盲区的检测到孤岛状态,同时要尽量降低对电能质量的影响。负序电流扰动法因其能够实现快速有效的孤岛检测而备受关注。针对带不平衡度线性正反馈的负序电流扰动法在电网电压不平衡度存在波动时会对并网电流的对称性造成较大影响的缺陷,提出一种更少注入负序电流的孤岛检测方案——带不平衡度非线性正反馈的负序电流扰动法。该算法所选的反馈函数值大于孤岛发生后形成正反馈的临界值,且在电网电压允许的最大不平衡度下小于限定值,因此既能保证成功检测到孤岛,又能使得并网电流的不平衡度得到定量限制。理论分析、仿真和实验结果验证了该方法的正确性和可行性。     

带频率正反馈的无功电流扰动孤岛检测方法

理想的孤岛检测方法要求在快速检测出孤岛状态的同时尽量减少对电网的不良影响.在传统无功电流扰动孤岛检测方法的基础上,提出了一种基于频率正反馈的无功电流扰动孤岛检测法.该方法通过施加周期性无功扰动电流,并将电压频率前馈,当频率发生改变时进一步施加无功扰动电流,使频率越限,从而实现无盲区孤岛检测.该方法具有不影响电网频率,不向电网注入谐波,对逆变器输出功率因数的影响极小等优势.仿真结果证明了该方法的有效性.     

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。     

改进的负序电流扰动孤岛检测方法

工程中采用三相光伏并网系统负序电流扰动法进行孤岛检测,会由于负载变化和浪涌电流等因素造成公共连接(PCC)电压出现负序高频分量而导致孤岛误判。在研究负序电流扰动下负序分量提取和孤岛判断原理基础上,利用离散小波变换对时域信号高频分量变化有良好解析能力的特点,实时检测分析PCC电压高频分量并判断孤岛效应。基于Matlab/Simulink建立并网系统模型,在逆变器输出功率与负载输入功率相匹配的情况下进行孤岛模拟试验,应用Daubechies小波对PCC电压信号进行量化分析,选择出有效的小波高频信号域值作为孤岛检测量进行孤岛检测。试验结果表明该方法能快速、有效地检测到孤岛,并能有效防止对伪孤岛现象的误判。     

光伏系统的新型孤岛检测方法研究

针对传统主动频率偏移法通过逆变器注入畸变的扰动电流检测孤岛效应,产生了较大的谐波畸变、容性负载下检测速度慢甚至超出规定的检测时间导致检测失败等问题,提出了一种通过改变相位使基波分量发生必要偏移的新型电流扰动式孤岛检测方法。与传统主动频率偏移法相比,该方法检测速度更快,总谐波畸变率更小。通过Matlab建模仿真验证了该方法的可行性和优越性。     

光伏发电系统孤岛的检测

介绍了光伏并网发电出现孤岛会带来的负面影响,同时引入了关键电量检测法和主动频率偏移法(AFD法)及在其基础上改进的2N周期扰动法。2N周期扰动法极大地减小了主动频率偏移法的死区,并减小对电流质量的影响,但由于2N周期扰动法仍存在比较严重的非检测区的问题,提出了2N周期扰动法和关键电量检测法相结合的方法,通过对比分析可以发现,这个方法可以有效减小非检测区并且在检测区内可以提高孤岛检测的可靠性。     

基于小波分析与SVM的孤岛与扰动辨识研究

孤岛检测时极易因电网扰动的干扰而不能准确将孤岛效应检测出来,因此文章提出了一种无有功功率扰动的孤岛与扰动辨识方法。该方法是在检测到公共耦合点电压波动后,通过注入周期性无功电流扰动,利用小波分析提取流过本地负载的无功功率的特征分量后,用SVM进行孤岛与扰动的辨识。通过仿真实验证明该方法能准确辨识孤岛与电网扰动。     

基于并网电流幅值扰动的孤岛检测方法

孤岛检测是小型风光并网发电系统的关键问题之一。针对在小型风光并网发电系统中应用主动检测法存在谐波污染或功率损失的问题,提出了一种并网电流幅值扰动的孤岛检测算法。在最大功率点跟踪(MPPT)过程中,采用MPPT进行并网电流幅值设定值的扰动;在最大功率点(MPP)附近时,采用周期交替并网电流幅值设定值扰动,检测到可能出现孤岛时,将并网电流幅值设定值减半来确认是否出现了孤岛。仿真结果验证了该方法的有效性。