并网逆变器孤岛检测技术的研究.pdf

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1、电气传动自动化技术与应用》2010年第29卷第8期Electrica}Drives并网逆变器孤岛检测技术的研究张新亮(南通纺织职业技术学院，江苏南通226007)摘要：在电网发生故障时，及时、准确地检测孤岛效应，对并网发电的光伏系统具有重要意义，针对单一孤岛检测方法的缺点，本文采用了基于过／欠压检测与超前相位检测的复合检测方法。仿真结果表明，该方法能够在不同的负载情况下快速、准确地检测出孤岛现象。关键词：孤岛效应；并网／电网·检测中图分类号：TP274．5文献标识码：A文章编号：1003—7241(

2、2010)08—0093～03ResearchonIslandingDetectionforPhotovoltaicGrid．ConnectedlnvertersZHANGXin-liangfNantongTextileVocationalTechnologyCollege，Nantong226007China)Abstract：Anti—islandingisthekeyproblemforpohotovoltaicgrid-connectedpowergenerationsystem．Toove

3、rcometheshon—comingofsingleonemethod，Theislandingdetectionissimulatedincombinationwithover·voltageprotection／under—voltageprotection(OVP／UVP)andphaseleaddetection．Simulationtestingverifythegoodperformanceofthemethod．Keywords：islanding；grid／grid-connect

4、ed；detection1引言随着光伏并网发电的发展，越来越多的并网发电系统并接到电网上时，就带来了电网保护的新现象一一孤岛效应。所谓孤岛效应(Islanding)是指分布式能源并网发电系统中，市电因人为切断或出现故障而停止向负载图1孤岛现象等效电路供电时分布式能源继续并网工作，从而使电网局部负载仍处于供电状态⋯1。这将严重威胁到设备及人身的安逆变器并网的等效电路如图1所示【引。其中并网逆全，因此准确、及时的检测出孤岛效应是光伏并网发电变器输出的电压为交流22OV／50Hz，负载采用RLC并系统设计

5、中的一个关键性问题【2】。针对单独使用一种被联方式表示。动式孤岛检测方法检测盲区大的缺点，本文采用过／欠电网正常工作时，压和动态超前相位检测相结合的被动式孤岛检测方法，=印V一△P=(1)仿真结果表明该方法实现了孤岛效应的无盲区检测。a：apv—AQ=U2(一a,-C)(2)式中：U，o．1一一负载的电压、频率；Ppv，Qpv一一光2孤岛效应的模型分析伏系统输出的有功功率、无功功率；，Q一一负载的有功功率、无功功率；AP，AQ一一输送至电网的有功功率、无功功率。收稿日期：2o1o—o6—13自动化技

6、术与应用》2010年第29卷第8期电气传动ElectricaIDrives电网断电后(系统孤岛运行时)，西(七)是由电网电压频率和并网电流频率之间差异引起P’=印V=(3)的相位变动。当电网电压正常，系统稳定工作时，系统=Qpv=U(-L一c)(4)输出电流的频率和电网电压频率一致。当孤岛效应发生时，Pv系统直接向负载供电。由式(1)一(4)可得：若AP=0，即光伏系统输出有功功具体的实现思想为：系统通过软／硬件电路周期率等于负载所需的有功功率时，输出电压的幅值不变。性的检测出相邻两次电网电压过零点

7、的时刻。计算出若△Q=o，即光伏系统输出的无功功率等于负载所需的电网的频率，并且在电网电压每次过零时刻使输出并无功功率时，输出电压的频率没有变化。网电流复位。当并网系统正常运行时，负载上电压的频率即为电网电压频率。但是，当孤岛效应发生时，Pv3孤岛检测系统输出的电流独自作用在负载上时，固定的超前相3．1孤岛检测技术位角使相位迅速发生变化，这时发出孤岛信号，并使Pv目前孤岛效应的检测方法主要有被动式和主动式系统脱离电网。两种。被动式检测方法主要包括电压／频率检测、相位孤岛检测流程如下：检测、谐波检测等

8、等，该类方法是利用电网断电时逆变器输出端电压、频率、相位或谐波的变化进行孤岛效应检测；主动式孤岛检测方法是指通过控制逆变器，使其输出功率、频率或相位存在一定的扰动。电网正常工作时，由于电网的平衡作用，检测不到这些扰动。一旦电网出现故障，逆变器输出的扰动将快速累积并超出允许范围，从而触发孤岛效应检测电路。主动式检测方法，虽然检测盲区较小，但均会对并网系统输出电能质量有影响[。并且，实现方法比较复杂，并不利于工程实现。对于被动式检测方法，具有原理简单、容易实现、对电能质量