光伏并网发电系统孤岛检测算法研究

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1、光伏并网发电系统孤岛检测算法研究专业名称：电路与系统申请人：黎璋霞指导教师：罗晓曙教授论文答辩委员会主席：立羔!!l晕．委员：／≥7一、饥)私化，＼、沙／踬～一7／／I／一厶lV’＼摘要光伏并网发电系统孤岛检测算法研究煳刿研究生：黎璋霞导师：罗晓曙教授-‘‘～～～年级：2011级专业：电路与系统研究方向：光伏发电理论与应用摘要自从进入2l世纪，传统能源的过度消耗和环境问题的日趋严峻，使分布式发电系统作为利用新能源发电的重要手段，逐渐引起更多关注，并获得飞快的发展与应用。在目前研究应用得比较成熟的新能源中，太阳能是最具优势的，不仅因为其不破坏环境、干净，更因为它是可再生能源

2、，因此被普遍应用于分布式发电系统中。然而，在分布式发电系统与公共电网并网运行的过程中，有可能隐藏着对公共配电网、发电设备以及人身安全等方面的隐患。因此，必须保证分布式发电系统并网运行时具有较高的安全性、稳定性以及可靠性。孤岛效应作为并网运行时存在的一个基本技术问题，是影响系统的安全和稳定的重要因素，所以，保证孤岛检测方法的及时性和有效性就具有十分重要的研究意义。本文首先对孤岛效应的发生机理、检测标准等相关问题进行梳理，并着重分析常用的孤岛检测方法。目前研究得比较成熟的两种孤岛检测方法分别是被动式检测法与主动式检测法。这两种检测法都有各自的优势，前者虽然检测盲区(Non．d

3、etectionZone，NDZ)大，但是算法实现简单；后者具有较高的检测效率，较小的检测盲区，却是以牺牲电能质量实现的。本文选取主动式检测法中最具代表性的主动频率偏移检测法进行深入研究，并对主动频率偏移检测法(ActiveFrequencyDrift，AFD)和带正反馈的主动频率偏移检测法(ActiveFrequencyDriftwithPositiveFeedback，AFDPF)进行仿真实验，通过实验结果分析这两种检测法各自的特性和优缺点，然后从改善该检测法的谐波失真度(TotalHarmonicDistortion，THD)出发，对AFDPF检测法进行改进，即以具

4、有线性、非线性以及饱和限幅特性的分段函数的方式施加扰动来达到频移的方法。改进后的算法不仅克服了AFD检测法在不同负载条件下盲区较大的缺陷，而且能够有效减小对系统加入的谐波失真，降低扰动对电能质量的影响。．最后，本文利用MATLAB／SIMULINK软件模拟简易的光伏并网逆变器发电系统，根据检测原理对AFD、AFDPF检测法以及改进的AFDPF检测法分别进行仿真验证，仿真结果表明：本文提出的改进方法不仅检测盲区小，在50±0．2Hz的频率波动范围内有效地防止误动作，而且能在兼顾检测速度的同时减小了总谐波失真度，降低了扰动对电能质量的影响，对光伏并网发电系统防孤岛设计具有较好

5、的应用价值。关键字：光伏并网发电系统；孤岛检测；主动频率偏移法；改进的AFDPF检测法；检测盲区；谐波失真度摘要ResearchonIslandingDetectionMethodforGrid．connectedPhotovoltaicPowerGenerationSystemMasterCandidate：ZhangXiaLiSupervisor：Prof．XiaoShuLuoGrade：2011Major：CircuitsandSystemsResearchField：PhotovoltaicPowerGenerationTheoryandApplicationAb

6、stractSincethe21stcentury,withtheincreasingconsumptionofthetraditionalenergyandtheenhancementofpeople’Senvironmental．awareness，thedistributedgenerationsystem，whichusestherenewableenergyasitsmainenergy,hasbeendevelopedandappliedrapidly．Asweknow,thesolarenergyasonekindoftherenewableenergies

7、，ownsmanyadvantages，suchaspro-environment，cleanliness，nopollution，inexhaustible，SOitiswidelyusedinthedistributedgenerationsystem．However,thereareanumberofhiddenperilswhichwillattackpublic鲥d，generationequipmentandpersonalsafetywhilethedistributedgenerationsystemrunsu