基于谐波特性的光伏孤岛与低电压穿越同步检测方法

针对光伏并网系统孤岛保护与低电压穿越之间的运行冲突问题,提出了一种基于谐波特性的光伏孤岛与低电压穿越同步检测方法。根据系统在并网、孤岛、电压扰动三种运行状态下谐波电压的不同,用傅里叶级数定量分析了频谱泄漏对谐波检测的影响,同时在考虑主电网背景谐波对谐波检测的影响后,推导了谐波电压阈值的整定公式。在此基础上,给出了同步检测实现方案及其算法流程,并在仿真软件平台上验证。从“协鑫边昭光伏电站带边昭变孤岛试验”的数据中提取的谐波特性曲线进一步验证了所提的谐波电压阈值可以识别孤岛现象。理论分析、仿真实验以及现场实验都证明了所提的谐波电压阈值可以作为区分孤岛现象和电压暂态扰动现象的依据,所提的基于谐波特性的同步检测方法可以有效协调光伏并网系统孤岛保护和低电压穿越两种功能。     

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。     

一种无功功率扰动的孤岛检测新方法

在分布式电源接入配电网规模逐渐增大的环境下，为减少正常并网时无功功率扰动向电网带来的电能质量影响，提高扰动情况下孤岛检测的精度。提出一种小波包模糊熵和无功功率扰动相结合的孤岛检测算法。该方法利用小波包变换和模糊熵对公共耦合点（point of common coupling，PCC）电压信号中孤岛状态的高频分量特征信息进行提取和放大，实现对疑似孤岛状态的标定；注入无功功率扰动使孤岛发生后的频率快速偏移直至越限。利用PSCAD和Matlab进行仿真和数据分析，对所提算法的准确性和抗干扰性进行仿真验证。结果表明：所提方法不仅能在多光伏接入配电网系统中准确检测出孤岛现象，还能有效地防止非孤岛扰动情况下发生误判。     

一种新颖的周期电流扰动孤岛检测方法

当分布式发电系统的输出功率与负载消耗功率匹配,且负载谐振频率等于电网频率时,即使孤岛发生,此时公共耦合点(PCC)的电压和频率仍保持不变,将一直处于非检测区内。深入研究了一种新的电流扰动法,并对其进行改进,提出一种新颖的周期电流扰动检测方法。新算法在部分周期电流波形中注入扰动,改变了部分电流的幅值。引入的扰动会导致PCC电压在正负半周期的幅值呈现高低变化,通过连续观察正负半周期电压幅值是否周期性呈现高低交替变化来识别孤岛现象。经过理论分析和Simulink仿真验证,该方法可以准确地识别非检测区的孤岛效应,同时对电能质量影响小。     

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。     

基于无功扰动的三相光伏逆变器孤岛检测

大型光伏并网逆变器以单级式三相电压型逆变器作为变流设备,针对分布式发电系统固有的孤岛现象,提出一种动态无功扰动方法。根据无功功率与电网频率的关系,采用扰动无功功率的方法来检测孤岛现象,在发生孤岛现象后,该方法能迅速检测出频率异常并加速无功扰动,从而迅速分离逆变器与电网的联系。仿真和实验结果表明,该控制方法可有效地检测三相并网型光伏逆变器的孤岛现象。     

相位突变结合电压扰动在孤岛检测中应用

孤岛检测在分布式光伏发电并网研究中具有重要的意义,特别是在逆变器输出与负载功率匹配问题上,使孤岛检测复杂化。这里采用电压相位突变与电压扰动相结合的检测方法,该方法克服了采用单一的被动检测方法在近乎阻性负载下失效的问题,不存在检测盲区,可实现快速有效的孤岛检测功能,通过PSIM软件仿真及实验验证了该方法的正确性。     

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。     

基于阻抗特性的IIDG孤岛保护与故障穿越协调运行方法

针对逆变型分布式电源(IIDG)的孤岛保护和故障穿越两种功能存在的运行冲突问题,提出一种基于公共连接点(PCC)阻抗特性的IIDG孤岛保护和故障穿越协调运行方法。基于PCC等效阻抗的传递函数解析模型,分析并网和孤岛运行状态下的阻抗特性。根据孤岛和电压暂态扰动情况下PCC阻抗的变化特征实现了同一逆变器中孤岛和电压暂态扰动现象的同步检测,从而正确执行孤岛保护与故障穿越两种功能。算例表明,所提方法可以有效辨识孤岛和电压暂态扰动现象,协调IIDG的孤岛保护和故障穿越两种功能,对已有的故障穿越和动态无功支撑方法具有较好的兼容性,有利于IIDG主动参与电网调节,更好地适应在配电网中的高渗透并网。     

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。     

基于PI控制的频率正反馈孤岛技术研究

以光伏逆变器为对象,研究了一种带正反馈的主动移频法扰动(AFD)与无功电流幅值扰动相结合的主动式反孤岛效应的控制方法。与其他主动式反孤岛效应控制方法相比,有效地解决了注入电网谐波含量和影响电能质量等问题,可减小孤岛检测盲区,并能迅速反映逆变器输出电压频率的变化,灵敏地检测出孤岛状态。最后通过仿真和实验分析了该扰动控制方法的正确性。     

小波熵和BP神经网络在孤岛检测与扰动辨识中的应用

传统的孤岛检测在受到电网扰动时可能导致误判,从而将光伏系统切除,所以孤岛检测技术必须具备区分扰动与孤岛的能力。将小波变换的多分辨率分析与信息熵技术结合,提出基于小波熵和BP神经网络的孤岛检测技术,该检测技术在符合国际标准中对孤岛检测的标准要求的同时．能够有效区分电网扰动与孤岛现象的内在不同。仿真实验表明该方法具有较高的准确性。     

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。     

基于混沌系统的分布式发电系统孤岛检测

分布式电源集成化接入到公共电网中,给系统带来扰动和噪声,使基于谐波电压波动的孤岛检测方法准确性下降,同时传统谐波电压孤岛检测在提取相应特征谐波电压的幅值和相位较为困难.因此提出基于特征谐波混沌振子检测系统相结合的孤岛检测方法,把公共连接点(PCC点)的电压作为外驱动力加到混沌振子系统中,通过混沌振子系统相轨迹图的改变,...     

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.     

基于离散小波变换的分布式光伏孤岛检测方法

分布式光伏通过逆变器与低压配电系统相连,要求具有高效的孤岛检测功能。为此,提出了一种基于离散小波变换的新型孤岛检测方法。该方法通过检测分布式光伏逆变器的输出电流和PCC(公共连接点)的采样电压,以离散小波变换方法计算小波系数与小波功率,并通过分析小波功率与PCC频率的变化来判断孤岛现象。在MATLAB/Simulink中建模仿真,并在不同场合下进行测试,结果表明所提出的孤岛检测方法效果良好,并且能有效区分暂态过程和孤岛现象。     

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。     

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。     

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。