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。     

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。     

基于无功电流-频率正反馈的孤岛检测方法

孤岛检测是光伏并网发电系统的必备功能,为了减小并网逆变器孤岛检测时的检测盲区,同时最大限度地减小孤岛检测对输出电能的影响,首先分析了逆变器输出的无功电流与频率之间的关系,然后在三相光伏并网逆变器锁相环的基础上,提出一种无功电流—频率正反馈的孤岛检测方法,推导了正反馈成立的参数条件,并对各个参数的获取方式进行了分析。仿真和实验证明,在电网正常时,该方法对系统几乎没有影响,但是一旦电网出现孤岛情况,无功电流与频率之间的正反馈会让频率迅速朝一个方向变化,直到触发孤岛保护。     

一种改进的无功电流—频率正反馈孤岛检测方法

孤岛检测是光伏并网发电系统必备的功能。针对三相光伏并网逆变器,分析了系统无功电流与公共点电压频率的关系,在此基础上提出一种改进的无功电流—频率正反馈孤岛检测方法,并且,分析了其参数选择与检测盲区问题。该方法通过扰动无功电流影响公共点电压频率,在电网正常时几乎不施加扰动,减小了对系统功率因数的影响;而在电网断开时,可以使频率持续向单一方向偏移,从而有效地检测出孤岛现象,相对于传统的正反馈方法具有更小的检测盲区。仿真与实验结果证明了该方法的有效性。     

基于正反馈无功扰动的逆变器孤岛检测方法研究

基于传统主动检测方法在负载相位与逆变器输出进行匹配的过程中存在很大的检测盲区,并且会向电网注入一定的谐波,提出了一种基于正反馈无功扰动的孤岛检测方法。通过对系统无功功率添加正反馈扰动,打破功率平衡时的孤岛稳定运行点,在较短的时间内逆变器输出电压频率迅速超过额定阈值,从而准确地检测出孤岛。仿真结果表明,检测方法不仅响应速度快、不存在检测盲区,而且对电能质量的影响也较小。     

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。     

主动电流扰动法在并网发电系统孤岛检测中的应用

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.本文提出了一种新的孤岛检测方法--主动电流扰动法.该方法不影响电网的频率,不向电网注入谐波,而且在单台运行时不存在不可检测区,仿真和实验结果验证了该方法的正确性.     

基于间歇性无功扰动的孤岛检测方法研究

分析了孤岛检测对于电网安全的重要性,提出一种间歇性无功扰动孤岛检测方法,应用在三相并网逆变器中。消除了传统的持续无功扰动孤岛检测方法存在孤岛检测盲区的缺点,通过间歇性无功扰动使公共耦合点(PCC)电压频率超出预设阀值,通过高/低频率检测判断孤岛发生。采用Matlab软件进行仿真研究并在基于TMS320x2812 DSP数字控制的并网系统平台上进行验证。实验结果表明:该方法算法简单,易于实现,不影响并网电流波形质量,具有检测速度快,无检测盲区(NDZ)等优点。     

间歇性双边无功功率扰动孤岛检测策略

孤岛检测是分布式并网发电系统的必备功能,因为孤岛的发生一般不可预测且危害极大。分析了恒功率控制模式下的并网逆变器在孤岛运行时的电压和频率,计算得出逆变器输出含无功时的非检测区。然后,给出了间歇性双边无功功率扰动的孤岛检测方法,得到消除非检测区的条件并设计了扰动参数。最后进行实验验证,结果表明该孤岛检测策略满足检测要求,对并网功率因数影响很小。     

光伏发电系统的PSCAD/EMTDC仿真建模及孤岛检测研究

基于PSCAD/EMTDC仿真平台搭建了并网光伏发电系统模型,分析了并网光伏发电系统的孤岛效应现象。并网逆变器采用最大功率点跟踪(MPPT)-电压控制策略,孤岛效应识别方法采用基于频率-无功电流反馈的孤岛检测方法。通过光伏发电系统输出特性仿真及孤岛检测仿真,验证了所提模型和方法的正确性。     

低压微电网中并网逆变器主动移频式孤岛检测技术

在低压微电网中,线路阻抗、逆变器输出阻抗呈阻性,可以采用有功调幅、无功调频的间接电流型并网逆变器控制策略,该控制策略具有一定的反孤岛能力。推导了电阻、电感和电容负载的幅值和相角的表达式,给出了并网逆变器在孤岛运行时的无功表达式,由此得到电网故障后逆变器输出电压的频率变化数学模型,得到了有功调幅、无功调频的控制策略下逆变器孤岛检测盲区图。提出了频率正反馈的逆变器孤岛检测方法,通过在无功调频控制策略中引入频率正反馈环节,可大大减小逆变器孤岛检测盲区,给出了频率正反馈系数的选取原则。仿真结果表明,理论分析正确,所提出的孤岛检测方法可行。     

一种光伏并网逆变器孤岛检测新方法

当电网出现故障时,在孤岛检测时,常用的无源检测方法和有源检测方法中的有源频率偏移、滑模频率偏移和输出功率扰动法都存在检测盲区。针对这几种方法在孤岛检测时的缺陷,提出了一种主动式孤岛检测新方法,通过脉动负载改变逆变器并网负荷大小,检测逆变器输出电压、频率等来判断孤岛的发生。通过理论分析了该方法具有检测速度快,对电网无影响,无检测盲区。该方法对多台并网运行的光伏逆变器也同样适用。并通过仿真测试和实际产品试验验证了该方法的有效性。     

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.     

多机下无功扰动孤岛检测法的改进与参数设计

针对孤岛检测中无功扰动(RPV)法在多台逆变器并联的情况下出现扰动稀释的问题,此处提出一种公共耦合点(PCC)频率与扰动状态相结合的方法。所提方法一方面在孤岛可能发生时重置扰动序列以实现多台逆变器RPV同步,另一方面将频率正反馈引入RPV幅值中以降低并网时扰动幅值。另外,此处对所提方法中的扰动幅值与同步阈值等参数进行理论分析与设计,使所提方法具有良好的检测效果。根据IEEE Std.1547中的反孤岛测试条例,通过仿真和实验验证了参数理论分析的正确性及所提方法的有效性和可靠性。     

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。     

一种改进的频率正反馈无功电流扰动孤岛检测研究

孤岛检测技术能保证逆变型光伏发电系统并网对电力系统安全运行和稳定工作。基于对传统无功电流扰动方法的分析,提出了一种改进的频率正反馈的无功电流扰动孤岛检测方法。通过周期性地施加无功扰动电流和扰动函数的正反馈作用,加大无功扰动量,使频率越限,从而实现防孤岛效应保护功能。通过Matlab/Simulink仿真软件搭建了仿真模型,实验结果表明,该方法对电能质量影响小,不向电网注入谐波,具有无检测盲区、检测速度快的优点。     

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。     

户用型单相光伏并网系统仿真分析

针对3 kW光伏并网发电系统,详细分析了光伏电池的模型;采用扰动观察法实现最大功率点跟踪;选择电流内环电压外环的双环控制作为并网逆变器的控制策略,其中电流内环控制并网逆变器的输出电流跟随电网电压,电压外环控制直流母线电压稳定在400 V;将主动式频率偏移法运用于孤岛检测的算法控制,孤岛出现后2 s内迅速检测出孤岛并切断光伏逆变器。给出了基于MATLAB/Simulink的系统仿真模型。结果表明:光伏电池能很好地实现最大功率点跟踪,逆变后成功并网,在规定的时间内对孤岛做出判断,达到预期的设计目的。     

光伏并网逆变器复合式孤岛检测方法

孤岛检测是分布式光伏发电并网时存在的一个重要问题。在传统被动式孤岛检测方法和主动电流幅值偏移法的基础上,结合两者的优势,提出了一种新的复合式孤岛检测方法,并详细介绍了该方法的工作原理与实现过程。结合IEEE.Std.2000-929标准中的技术规范,对新方法进行了仿真和实验研究。仿真与实验结果表明,在逆变器输出与负载功率平衡且负载呈阻性时,新的孤岛检测方法不仅可以快速检测出孤岛、实现无检测盲区、不会影响电网质量,而且能够减小对光伏发电系统输出功率的影响。     

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。