并网系统孤岛检测方法的研究

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1、南京航空航天大学硕士学位论文摘要随着经济的发展，电力需求与日剧增，环境影响日益严重，光伏发电、风力发电等新能源发电系统，已经广泛应用于生产、生活中。孤岛效应是并网供电系统中的一种特殊的故障状态，它是指当电网由于电气故障、误操作等原因导致供电中断时，并网发电系统未能检测出停电状态并脱离电网，持续向电网供电，使并网发电系统和周围的负载组成了一个电力公司无法掌握的自给供电孤岛。孤岛发生后，会对电力维修人员的安全和用电设备造成危害。本文研究了一种基于频率正反馈的有源孤岛检测方法，这种方法可以快速的检测出孤岛现象，同时保证了系统正常工作时的稳定性和

2、回馈电网的电能质量。本文首先探讨了孤岛检测技术研究的背景和现状，包括各种无源和有源检测方法及其优缺点，详细分析了有功功率和无功功率不匹配时所导致的电压和频率偏移，品质因数对频率偏移的影响，过/欠压、过/欠频保护的非检测区。然后针对现有孤岛检测方法存在检测盲区的问题，重点研究了基于正反馈的有源检测方法，包括电压正反馈和频率正反馈两种方法，分析了正反馈机理，通过仿真比较研究了两种方法的优缺点。为验证本文所研究的孤岛检测方法，介绍了并网逆变器的电路结构和国内外并网标准，比较了多种并网控制方法，设计了一台以TMS320F2812DSP芯片为控制核

3、心，采用的三态滞环电流控制策略的原理样机，并且给出了数字锁相和孤岛检测的程序流程图，仿真和实验结果均验证了系统方案的可行性和正确性。关键词：并网逆变器，孤岛检测，检测盲区，频率正反馈i并网系统孤岛检测方法的研究AbstractConcerningtherisingcostofelectricity,andenvironmentalimpact,smallerenvironmentally-friendlypowersourcesareextensivelyused,suchasphotovoltaic,orwind-driven.Ifaf

4、aulttakesplaceorabreakerisopen,allthecircuitsdownstreamwouldbede-energized.HoweverthisisnotthecasewhenDistributedGenerationisused.Theislandingproblemisdefinedasacontinuationofoperationofagrid-connectedinverterafterthegridhasbeenturnedoff.Underfaultcondition,anislandcondit

5、ionwithpowergenerationandconsumptionisundesirableforanumberofreasonsincludingsafetyhazardstoutilitypersonnel,andpotentialdamagetoequipment.Thusislandingdetectionmethods(IDM)mustbedevelopedandtested.ThegoalofthisthesisistoinvestigateamethodusedinaninverterbasedonDG.Theacti

6、veIDMbasedonfrequencypositivefeedbackcanmeasuretheislandstatusathighspeedandaccuracy,andensurethepowerqualityrecyclingtothegrid.Thisthesisintroducesthebackgroundanddevelopmentoftheanti-islandingtechniques,includingpassiveandactiveIDMs.Thepowerimbalancewouldresultintheshif

7、tofvoltageandfrequency,thequalityfactoralsoaffectsthefrequencyshift,andthenon-detectionzoneisobviousinOVP/UVP、OFP/UFP.Alltheseproblemswillbedeeplydiscuss.ThethesisanalyzestheadvantagesanddisadvantagesofdifferentIDMs,andproposesactiveIDMsbasedonthepositivefeedback,includin

8、gvoltagepositivefeedbackandfrequencypositivefeedback.Comparingthetwomethods,thefrequencypositive