RLC负荷模型分布式发电孤岛检测方法研究

分布式发电系统并网运行时,若主网故障解列断电,就会处于孤岛状态,这是一种危险的不正常的状态。在分析孤岛检测原理的基础上,提出了一种新的检测方法,该法以电网公共节点处电压相位变化与负荷电压变化之比 作为判定孤岛发生的指标。在Matlab/Simulink环境下仿真表明新的方法克服了原有被动式检测法在较严苛的功率缺额条件下效果不明显的缺陷,且在电网电压波动,各类型负荷投切等扰动下不会误动作,实现简单可靠,能够迅速检测到孤岛的存在。     

基于小波变换和HHT的分布式并网系统谐波检测方法

在分布式电源并网系统中,大量逆变装置的使用与非线性负载的接入,给电网带来严重的谐波污染,传统的检测方法 (如:快速傅里叶变换、小波分析等)对同步信号检测、基函数选取有较大的依赖性,难以适应微电网环境下的谐波检测要求。为此,结合小波变换与HHT,提出一种新的微电源并网模式下的谐波检测与分析方法。该方法利用小波变换多分辨率分析思想对信号进行划分,并对划分后的信号进行经验模态分解,得到一系列的经验模态函数(intrinsic mode function,IMF),并从IMF分量中提取出基波分量和高次谐波;再对IMF分量进行Hilbert变换得到信号的频率、幅值信息。仿真实验表明该算法的谐波分析精度高,实时性好,能满足分布式并网系统的谐波检测要求。     

分布式发电系统逆变器侧孤岛检测及非检测区描述

针对分布式发电系统逆变器侧孤岛检测方法进行综述研究,对孤岛检测方法进行分类,并分析各种孤岛检测方法的原理和优缺点,阐述孤岛检测的非检测区(NDZ)4种常用的描述方法,说明了不同NDZ描述方法的适用场合和特点;指出通过频域分析技术优化增益控制可以减小但不能完全消除NDZ的误差,而采用不同检测原理的组合检测方法有可能实现无NDZ的孤岛检测.     

分布式发电系统的孤岛检测方法研究

通过对孤岛效应和检测盲区的分析,以分布式发电系统中基于逆变器侧的各种检测方法为主,按照其检测思路,从被动检测和主动检测两个方面进行分类归纳.对各种检测方法的检测原理、优缺点以及一些检测方法的改进方案进行综合评述,根据具体的功率的匹配程度和电能质量等要求,来选择将适合的检测方法相结合,充分发挥各自检测方法的优点,才能达到...     

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。     

Load shedding scheme based on rate of change of frequency and ranked stability index for islanded distribution system connected to mini hydro

This paper presents a load shedding scheme for a distribution network connected to mini hydro generations. The proposed scheme uses the rate of change of frequency (ROCOF ) to estimate the power imbalance and voltage stability (VS ) to prioritize the load that is to be shed. The load with the most critical voltage stability (which is based on a special index) is given the first priority to be disconnected from the network in order to avoid voltage collapse. By performing load shedding based on the combination of the ROCOF and VS techniques, a better system frequency and enhanced voltage magnitudes can be achieved. The performance of the proposed scheme is validated on existing Malaysian network interconnected with a mini hydro generator. Simulation results show that the proposed scheme not only successfully stabilizes system frequency, but also simultaneously stabilizes the voltage magnitude of the buses within an acceptable limit. © 2016 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

基于小波变换的分布式发电孤岛检测方法

为保证电力用户的供电质量和电力系统的安全运行,分布式发电系统（distributed generation,DG）要求具有孤岛检测功能。针对分布式发电系统中传统孤岛检测方法的不足,提出一种基于小波变换的孤岛检测方法。该方法用小波变换从公共连接点（point of common coupling,PCC）的电压提取小波系数,并求其标准偏差和能量值的平均值,再通过设置的门槛值来判断是否发生孤岛。研究结果表明,该方法克服了传统孤岛检测方法的缺点,同时,仿真结果验证了该方法能够快速、准确地检测到孤岛的发生,并表明即使在各种扰动下,也不会发生误动作。     

A New Rate of Change of Impedance-based Islanding Detection Scheme in Presence of Distributed Generation

Abstract—Integration of distributed generation with utility network demands satisfactory operation of an islanding detection scheme, as it can otherwise lead to such problems such enhancement in non-detection zone, out-of-phase reclosing, personnel safety, and degradation of power quality. This article presents a new islanding detection scheme based on the rate of change of impedance (dz/dt) of each phase. To calculate dz/dt, phasor computation is carried out using a half-cycle modified discrete Fourier transform algorithm. Test data are generated using the PSCAD/EMTDC software package (HVDC Research Center, Inc., Manitoba). Various islanding conditions have been simulated by disconnecting the main circuit breaker with different values of active and reactive power mismatch. At the same time, different non-islanding conditions have also been simulated through switching (ON/OFF) of load, energization/de-energization of medium transmission lines, short-circuit on an adjacent feeder, and switching (ON/OFF) of the transformer and capacitor bank in the network. The simulation results indicate that the proposed scheme is capable of providing effective discrimination between islanding and non-islanding conditions. The proposed scheme is able to detect islanding conditions within a half-cycle from event inception.     

基于小波变换和三点法的基波频率测量

小波变换可以在非同步交流采样情况下,提取畸变信号中的基波分量,但检测结果存在少许误差。三点法可通过任意三个等间隔检测点提取正弦信号频率,但检测点误差会严重影响测频精度。对三点法误差的数学机理进行分析发现,合理的选择检测点之间的间隔可以使结果误差最小。极值分析和牛顿迭代法可被用来近似计算最优检测点间隔。通过误差的抑制和个别较大误差结果的剔除,小波变换能与三点法结合对电网中畸变信号的基波频率进行高精度检测。仿真算例证明本文算法精度要优于小波变换与过零法或极值法结合的算法精度。     

一种新的分布式发电孤岛检测方法

分布式发电系统的孤岛运行可能会给系统、用电设备、维修人员等造成伤害,必须采取一定的措施监控分布式发电系统的运行状态,迅速检测出孤岛的产生并将其切离主电网。在传统被动式孤岛检测方法ROCOF法和VS法的基础上,结合两者的优势,通过适当的整定及其配合,提出了一种新的孤岛检测新方法,并利用PSCAD/EMTDC进行了建模仿真验证。结果表明,该方法在孤岛发生时可以有效地做出判断,并且分析了它在各种可能情况下的准确性和可靠性。     

电气孤岛检测及其检测盲区的三维表示法

介绍了各种孤岛检测方法的原理和优缺点.检测盲区可以使用有功功率偏移量AP和无功功率偏移量△Q来描述,也可以使用负荷RLC参数来描述.使用品质因数Qf和谐振频率f0来描述检测盲区.当负荷的电流电压相位角与逆变器输出电流电压相位角相等时,负荷处于检测盲区.利用这一关系,定量的表示了检测盲区的大小,并且利用Matlab在二维...     

考虑负载电压和频率特性时SFS孤岛检测方法的性能分析

针对目前孤岛研究中采用并联RLC负载模型不能准确评估孤岛检测实际性能的问题,提出含有电压频率特性的综合负载模型进行孤岛检测性能的评估,更加符合电力系统实际运行情况。对Sandia Frequency Shift(SFS)孤岛检测方法的性能进行了详细分析。理论分析表明负载有功电压频率特性会导致检测盲区发生改变、无功电压频率特性对系统频率变化的作用可以忽略、品质因数与检测盲区大小成正比关系。通过研究综合负载中与电压和频率相关的各参数对SFS检测盲区(Nondetection Zone,NDZ)的影响,为孤岛检测方法的实际应用提供理论依据。仿真结果验证了理论分析的正确性。     

无盲区低畸变的新型频移式孤岛检测方法

带正反馈的主动频率偏移法可通过增加扰动强度达到无盲区检测,但会产生更多谐波畸变,因此孤岛检测难以兼顾电能质量和检测灵敏度。针对上述问题,本文提出一种基于间断扰动及频率变化率的主动频率偏移式孤岛检测方法。利用孤岛前后电压频率变化率特征的不同,配合间断扰动作为正反馈扰动的启动条件,根据公共连接点频率及其变化率的偏移量对扰动方程中的正反馈系数进行模糊优化。与传统的主动频率偏移法相比,该方法在并网运行时注入的扰动数值小且扰动时间短,对电能质量的影响小;孤岛发生后又可以进行准确快速检测,且不存在检测盲区。通过Simulink搭建孤岛检测电路,仿真结果验证了该方法的优越性和有效性。     

基于CWT和DWT相结合的谐波检测

提出了一种基于连续小波变换(CWT)和离散小波变换(DWT)相结合的电力系统谐波检测方法。首先利用CWT系数的幅值来检测谐波频率,该过程不用事先根据谐波次数确定分解层数,而只是确定尺度范围及步长,即可得出各次谐波频率。然后根据确定的谐波成分利用DWT来检测谐波幅值,并通过Matlab软件进行了仿真分析。仿真结果表明该方法有效地解决了基于离散小波变换的谐波检测方法中谐波次数未知而无法确定分解层数的难题,并能精确可靠检测各次谐波频率和相应的幅值。因此,CWT和DWT相结合是一种有效的电力系统谐波检测方法。     

带整流性负载的分布式发电系统孤岛检测研究

为了准确评估孤岛检测的实际性能,在传统的反孤岛测试电路的基础上,给出一种带整流性负载的反孤岛测试电路。利用公共连接点(Point of Common Coupling,PCC)处功率流的规律,得出了功率不匹配度的表达式。在不同的功率不匹配度下,利用该测试电路与传统的测试电路,分别对过/欠压、过/欠频以及电压谐波检测方法进行仿真分析与比较。仿真结果表明,整流性负载的存在会导致过/欠压、过/欠频检测方法的检测盲区(Non-Detection Zone,NDZ)发生偏移,且偏移程度与整流性负载电阻、滤波电容的大小有关;同时,带整流性负载的测试电路是有效和实用的。该测试电路能准确反映孤岛情况下电压谐波的实际响应特性,且电压谐波的大小与整流性负载电阻的大小有关。     

Islanding detection of grid connected distributed generators using TLS-ESPRIT

A critical protection requirement for grid connected distributed generators (DG) is anti-islanding protection. In this paper, a new islanding detection method is proposed based on monitoring the generator's frequency. Two new features, the frequency of oscillation and the damping factor of the generator's frequency output waveform, are extracted using the total least square-estimation of signal parameters via rotational invariance techniques (TLS-ESPRIT) algorithm. The proposed method has been tested under various scenarios such as load change, short circuit, and capacitor switching.     

Disturbance detection in grid-connected distributed generation system using wavelet and S-transform

In this paper, wavelet transform and S-transform based approach is proposed for islanding detection and disturbance due to load rejection in distributed generation (DG) based hybrid system. The two types of distributed generation technology: inverter based and rotating machine based, that consists of photovoltaic, fuel cell and wind systems are considered in hybrid system configuration. The negative sequence voltage signal is analyzed through wavelet transform and S-transform for islanding detection of these resources from the grid. The above two approaches are also used in study of voltage profile at point of common coupling (PCC) with a non-linear load connected. The study for different scenarios in operation of DG system is presented in the form of time-frequency analysis. The energy content and standard deviation (STD) of S-transform contour and wavelet transform signal is also reported for both islanding detection and disturbance due to load rejection.     

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。     

基于Synchrosqueezing小波变换的谐波和间谐波检测方法

非线性电力元件的广泛使用使电力系统的谐波和间谐波污染越来越严重。为准确计算谐波和间谐波的参数特征,以有效克服噪声影响,提出基于Synchrosqueezing小波变换的谐波和间谐波的一种检测方法。首先对电力系统信号进行连续小波变换;然后确定同步挤压阈值,对连续小波变换结果进行同步挤压,并利用同步挤压结果计算电力信号主频率;最后,设置提取频率区间,将电力信号分解为一组内蕴模态类函数分量(IMT),并结合Hilbert变换及最小二乘拟合,精确计算噪声背景下谐波和间谐波的幅值与频率。通过模拟信号和实测信号对所提方法有效性进行了分析,实验结果表明,与Prony和HHT方法相比,本文方法通过同步挤压有效抑制了噪声干扰,谐波和间谐波的检测精度有较好的提高。     

基于小波变换与正弦曲线拟合的非稳态畸变噪声检测方法

噪声信号的检测精度直接决定了电网非稳态畸变信号计量的准确性,为了提高噪声信号的检测精度,提出了一种基于小波变换与正弦曲线拟合的非稳态畸变噪声检测方法。首先利用小波变换对电网非稳态畸变信号进行分解与重构,得到基波信号,再通过傅里叶级数将重构得到的基波信号进行正弦拟合,最后通过非稳态畸变信号与正弦信号相减,得到噪声信号。以电网冲击信号模型和电网连续脉冲信号模型为例对本文方法进行验证。实验结果为:在不同分解层数之间,本文方法得到的基波信号、噪声信号与原始信号之间的相关系数始终都在0.95以上,均高于单独小波方法所得信号的相关系数,且受分解层数不同的影响更小,说明文中方法降低了检测精度受分解层数不同的影响,且具有更高的噪声检测精度。