基于Qf0×Cnorm坐标系法的一个周期主动移频式孤岛检测盲区的研究

采用Qf0×Cnorm坐标系法,在相关参数设计的基础上,对一个周期的主动移频式孤岛检测的检测盲区进行了研究。该方法根据加入扰动的不同,可以分为固定扰动的主动移频式孤岛检测方法和带反馈的主动移频式孤岛检测方法。运用Matlab软件编程,对这两种方法的孤岛检测盲区进行了分析比较。结果表明,带反馈的主动移频式孤岛检测的检测盲区明显小于固定扰动的主动移频式孤岛检测的检测盲区。     

主动移频式孤岛检测方法的参数优化

孤岛检测是光伏系统并网必备的功能，要求既能快速地检出孤岛状态，同时又尽量减少对电网的不良影响。孤岛检测性能的好坏不仅取决于所采用的孤岛检测策略，也取决于检测策略中参数的设置是否合理，遗憾的是目前在参数优化的理论指导方面严重不足。该文通过对主动移频式孤岛检测方法的检测盲区进行分析，推导了带线性正反馈主动移频式(AFDPF)孤岛检测方法的盲区大小与反馈增益间的关系，并得出特定负载下孤岛检测无盲区AFDPF反馈增益的取值范围，从而为AFDPF孤岛检测方法的参数优化提供了理论指导。     

主动移频式孤岛检测方法的参数优化

孤岛检测是光伏系统并网必备的功能,要求既能快速检测出孤岛状态,同时又尽量减少对电网的不良影响。孤岛检测性能的好坏不仅取决于所采用的孤岛检测策略,也取决于检测策略中参数的设置是否合理,但目前的研究在参数优化的理论指导方面严重不足。该文通过对主动移频式孤岛检测方法的检测盲区进行分析,推导了带线性正反馈主动移频式(active frequency drift with positive feedback, AFDPF)孤岛检测方法的盲区大小与反馈增益间的关系,并得出特定负载下孤岛检测无盲区AFDPF反馈增益的取值范围,从而为AFDPF孤岛检测方法的参数优化提供了理论指导。     

主动移频法在光伏并网逆变器并联运行下的孤岛检测机理研究

孤岛检测是光伏并网逆变器所必备的功能。在各种孤岛检测技术中,主动移频法及改进后的带正反馈主动移频法被广泛采用。该类方法通过对逆变器输出电流的频率进行扰动来实现孤岛检测。目前针对该类方法的研究主要集中在单台逆变器。该文采用相位原理和基于负载品质因数与谐振频率坐标系的盲区空间理论,对多机并联工作方式下主动移频法及带正反馈的主动移频法之间的相互影响及孤岛检测有效性进行深入理论分析,揭示了多机并联下孤岛检测可靠性与工作条件的关系,仿真与实验验证了理论分析的正确性。     

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。     

主动移频式孤岛检测法产生稀释效应机理的分析

由于分布式发电系统的孤岛效应会造成多种有害影响,基于并网逆变器的分布式发电系统要求具备孤岛检测功能。主动移频式孤岛检测法是常用的检测孤岛的方法。介绍了几种主动移频式孤岛检测法的工作原理及其在多逆变器并联运行条件下的孤岛检测性能。分析了主动移频式孤岛检测法产生稀释效应的机理并进行了仿真验证。仿真的结果表明, Sandia频率偏移法在多逆变器并联运行时可能会因为稀释效应导致孤岛检测失败,而滑模频率偏移法受稀释效应的影响不大。     

基于抗干扰六点测频法的主动频移孤岛检测

主动频移法中频率检测的可靠性受电网中干扰影响,易错误地将干扰情况判断为孤岛效应发生的情况。为了能避免孤岛效应误判现象的发生并快速检测出孤岛,提出了主动频移孤岛检测中的抗干扰六点测频法,该方法通过对最优检测点间隔进行估计和频率奇异点的剔除,抑制了电网中干扰。根据IEEE Std929—2000规定的最严重情况进行孤岛测试仿真研究,仿真结果表明,所提方法具有防孤岛误判、响应快速、无检测盲区等优点。     

基于正反馈主动频移的有源配电网孤岛检测方法

接入分布式光伏、储能的有源配电网已具有孤岛运行能力,及时准确检测孤岛运行状态将成为系统安全运维的关键技术。首先分析了主动频移法(active frequency drift,AFD)和正反馈主动频移法(active frequency drift with positive feedback,AFDPF)的作用原理及检测盲区。其次,针对检测盲区问题,提出了基于正反馈主动频移的孤岛检测改进方法,通过增加频率偏移方向的判定,保证一致的扰动方向,从而满足不同负载性质下光伏并网发电系统的无盲区孤岛检测。最后,通过仿真平台验证所提孤岛检测方法的有效性。     

一种有效的孤岛检测盲区描述方法

孤岛检测盲区是判断检测算法优劣的重要标准,只有对盲区进行合理的描述,才能有效揭示孤岛检测算法的适用范围,但负载的多样性增加了这种描述的难度.针对该问题,提出一种盲区描述方法,它把检测盲区映射到由品质因数和负载电容组成的平面上,能弥补其他盲区描述方法在指导工程实践上的不足,并以主动移频式孤岛检测方法(AFD)和带正反馈的主动移频式孤岛检测方法(AFDPF)为例对算法的检测盲区进行了描述.结果显示,该方法能对孤岛检测算法的性能进行完整、准确的描述,而且能直接指导试验验证.     

光伏并网逆变器的孤岛检测技术

以光伏逆变器为代表的各种并网逆变器通常要求具备孤岛检测功能.被动式的孤岛检测方法存在较大孤岛检测盲区.主动检测法提高了孤岛检测的可靠性,但其在并网逆变器的输出中施加了扰动,影响了并网电能质量.重点分析移频与移相主动孤岛检测算法的工作原理及参数选取原则,并给出相关的参数优化建议,同时探讨多并网逆变器运行时的孤岛检测有效特性,为光伏并网逆变器的孤岛检测设计提供参考.     

Active islanding detection method for the grid-connected photovoltaic generation system

This paper proposes an active islanding detection method incorporated into the control of the grid-connected inverter to protect the photovoltaic generation system from the islanding operation. The proposed active islanding detection method performs the grid-connected inverter as a virtual resistor with the operation frequency slightly higher or lower than the fundamental frequency of the utility voltage. The function of virtual resistor will not be actuated when the utility is nominal, and the grid-connected inverter can convert the DC power from the solar array to an AC power. When the strong utility is lost, the grid-connected inverter acts as a virtual resistor with the operation frequency slightly higher or lower than the fundamental frequency of the utility voltage. Thus, the frequency and the amplitude of the local load voltage will be away from their normal values under the islanding operation. Hence, the proposed active islanding detection method can immediately detect the islanding operation. A prototype is developed and tested to demonstrate the performance of the proposed active detection method. Both computer simulation and experimental results verify that the performance of the proposed active islanding detection method is expected.     

小功率光伏并网逆变器反孤岛保护的研究

文中针对改进型主动式反孤岛保护会对入网电流电能质量造成影响,改进型被动式反孤岛保护过于复杂,深入分析了逆变器孤岛运行的基本原理。然后提出了主被动式相结合的反孤岛保护检测方法。该方法主要工作过程为:检测公共耦合点处的电压和频率,比较其是否超出了保护阈值范围。若超出则控制逆变器断开防止其孤岛运行,没有超出则采用基于公共连接点处电压应用正反馈的检测法,并与传统基于频率正反馈频移法做出了仿真对比,主要是为了说明,本文所提出的方法相对于传统基于频率正反馈频移法没有在输出电流波形中插入死区,仿真结果不但验证该方法对入网电流的电能质量影响相对较小,并且能够有效地防止孤岛效应的发生。     

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。     

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。     

基于调制比定向偏移控制的孤岛检测方法

根据孤岛发生时电压幅值变化特点及并网逆变器脉宽调制控制原理,提出一种基于调制比定向偏移控制的主动式孤岛检测方法。该方法采用调制比参数作为脉宽调制的电压控制信号,可在孤岛状态下改变系统公共耦合点的电压幅值。通过调制比定向偏移的控制方法,孤岛发生时可将电压幅值加速降低至检测阈值,实现无盲区孤岛检测,同时不会对电能质量产生负面影响。与传统的电压幅值检测方法相比,该方法有效提高了在不同有功功率环境中检测速度的稳定性,并消除了在最大功率状态时存在的检测失效问题,仿真结果证明了该方法的有效性。     

基于SVG功率因数调节的光伏电站集中孤岛检测法

传统的主/被动式孤岛保护法应用于光伏电站孤岛检测时存在孤岛检测死区。文中首先分析孤岛前后电压和频率的变化情况,以及传统主动孤岛检测法应用于光伏电站时的失效机理,提出基于静止无功发生器(SVG)的集中防孤岛保护策略。根据光伏电站集中无功补偿的结构特点,在光伏电站低有功功率输出可能与本地负载功率匹配时,控制SVG输出的无功功率使得功率因数小幅波动,导致光伏电站系统输出的无功功率与本地负载消耗的无功功率不能匹配,以此来集中检测光伏电站的孤岛。理论分析和仿真验证结果证明该方法可以无死区检测孤岛。     

基于组合决策的孤岛检测技术在微电网中的应用

分析了电压相位突变、频率变化率和主动投切电容回路3种微电网孤岛检测方法的原理及特性,在此基础上给出了一种以被动检测为主,主动检测为辅的组合决策孤岛检测法,仿真结果表明,该方法可消除单一孤岛检测法存在的检测盲区,在不同的微网运行状态和不同负荷构成情况下均可实现孤岛检测。     

非隔离型光伏并网逆变器孤岛检测方法研究

传统的非隔离型光伏并网逆变器孤岛检测方法存在应用局限性强、性能不稳定的缺陷。针对这种现象,提出基于频率移动理论的非隔离型光伏并网逆变器孤岛检测方法。所提方法研究了孤岛效应的产生原因及其检测规范,构建出孤岛检测模型。模型使用基于频率移动理论的孤岛检测电路,对逆变器的电压、频率信号进行采集和主动干扰,获取到存在孤岛效应的逆变器,并随即调用模型断路芯片掐断逆变器输出,避免孤岛效应扩散。实验结果表明,所提方法拥有较强的孤岛检测能力和稳定性,可对现今无法检测到的孤岛效应盲区加以补充。