分布式光伏发电系统孤岛检测技术的研究

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1、硕士学位论文分布式光伏发电系统孤岛检测技术的研究作者姓名赵子琼学科专业电工理论与新技术指导教师朱宁西副教授所在学院电力学院论文提交日期2015年5月ResearchOnIslandingDetectionofDistributedPhotovoltaicPowerGenerationSystemADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ZhaoZiQiongSupervisor：Prof.ZhuNingXiSouthChinaUniversityofTechnologyGua

2、ngzhou,China分类号：TM615学校代号：10561学号：201220111235华南理工大学硕士学位论文分布式光伏发电系统孤岛检测技术的研究作者姓名：赵子琼指导教师姓名、职称：朱宁西副教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：电工理论与新技术研究方向：电工电能新技术论文提交日期：2015年5月10日论文答辩日期：2015年6月4日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：刘永强教授委员：李春茂教授、樊利民副教授、朱宁西副教授、邓红雷副教授摘要当前，能源危机和环境破坏已成为焦点问题，而新能源开发利用是解

3、决这些问题的主要途径。太阳能作为一种可再生能源，其利用率也逐年增加。光伏并网发电是太阳能主要利用形式之一，而其中分布式光伏发电被认为是能够节省投资、减少电网损耗和提高电网可靠性的主要形式。孤岛检测作为分布式光伏并网逆变器必须具备的功能，其实现方法主要分为被动式孤岛检测和主动式孤岛检测。被动式孤岛检测特点是盲区大和谐波小，而主动式孤岛检测特点是响应速度快和谐波大。因此，本文提出改进滑模频率偏移孤岛检测技术，用于解决孤岛检测技术的电流谐波和响应速度的兼容性。本文的研究工作主要包括以下几个方面：（1）设计一个分布式光伏并网系统，建立光伏电池模

4、型，包含光伏电池的数学模型和工程模型。光伏系统的前级BOOST电路采用电导增量法实现最大功率跟踪，并网逆变器采用电压外环电流内环和PI控制相结合的控制策略。（2）介绍并网逆变器的孤岛检测技术，分析孤岛效应的原理及其检测标准。以过/欠电压检测法等分析被动式孤岛检测技术特点，以滑模频率偏移检测法等分析主动式孤岛检测技术特点和以Qf×坐标系法等分析孤岛检测技术的不可检测区域。f0（3）性能优良的孤岛技术要具有在电网正常运行时逆变器输出电流谐波含量少和在电网故障后逆变器检测孤岛响应速度快的特点，但传统孤岛方法无法同时满足这两点要求。因此，本文提

5、出一种改进的滑模频率偏移孤岛检测算法，该算法在孤岛前扰动量小，孤岛后扰动量迅速加大，同时满足了控制电流谐波含量少和检测响应速度快的要求。（4）通过与传统滑模频率孤岛检测技术对比，对改进算法的原理进行解析，分析其不可检测区域。然后采用Matlab/simulink搭建仿真模型，验证其分别在单台和多台逆变器运行条件下都同时满足孤岛前控制电流谐波含量少和孤岛后检测速度快的要求。关键字：分布式光伏发电；主动式孤岛检测；改进滑模频率偏移孤岛检测技术IAbstractAtpresent,theenergycrisisandenvironmental

6、destructionhavebecomethefocusoftheworld.Andthedevelopmentandutilizationofrenewableenergycansolvetheproblemsabove.Asarenewableenergy,solarenergyisutilizedincreasinglyyearbyyear.Grid-connectedphotovoltaicgenerationisoneofthemainutilizationofsolarenergy,inwhichdistributedph

7、otovoltaicpowergenerationisconsideredtobeabletosaveinvestment,reducethepowerlossandimprovethedistributionnetworkreliability.Asanessentialfunctionofgrid-connectedphotovoltaicgenerationinverter,therealizationofislandingdetectionisdividedintotwoparts:Passiveislandingdetecti

8、onhasthelargenonedetectionzoneandlowharmonicwave,whileactiveislandingdetectionhasthelargeharmonicwavean