单相单级光伏并网逆变器孤岛检测及反孤制岛控策略研究

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1、单相单级光伏并网逆变器孤岛检测及反孤制岛控策略研究调研报告一、课题研究背景自步入21世纪以来，能源危机和环境问题成为困扰卅界各国，制约各国经济社会可持续发展的两大难题。为冇效改善生存环境，促进世界经济发展，实现现代社会的可持续发展，可再生清洁能源的开发与利用止越來越被人类所重视。太阳能因其可再生、无污染而被公认为未來理想的替代能源之一。近年來，光伏并网发电作为太阳能的一种直接利用方式而备受关注，其屮，光伏并网逆变器的相关技术成为研究的热点。作为无污染的绿色能源,太阳能正逐渐取代传统化石能源。而作

2、为太阳能利用的主要形式,光伏并网发电必将得到迅猛发展。分布式发电是21世纪电力行业发展的重要方向。随着电网中分布式发电系统数量的口益壇多，尤其是基于可再生能源的并网发电装置在分布式发电系统中应用的日益广泛，分布式发电系统发生孤岛效应的可能性增大，孤岛效应发生造成的危险已不容忽视。对孤岛效应的研究己经进行了二十余年，但大多数都是针对并网逆变器系统的反孤岛保护和测试展开，而没冇对分布式发电系统的孤岛效应进行全面而系统的研究。二、课题研究意义我国与发达国家相比，虽然在太阳能电池产量和太阳能资源方面有着

3、十分巨大的优势，但光伏并网发电技术却十分落后。目前，我国90%以上的太阳能电池及其组件出口到欧洲和北美等发达国家，实际安装量不到5%,而且光伏发电的核心技术却主要依赖进口，光伏产业和光伏发电之间的发展严重失衡。近两年，我国传统的光伏产业发展方式也面临着技术的制约以及国内外市场的考验，2011年10刀，欧美对我国光伏产业进行的“双反”调查就证明了这一点。因此，为了促进我国光伏产业的发展、增强光伏领域的核心竞争力、解决能源危机和环境污染等问题，深入开展光伏并网逆变技术的相关研究有着非常重耍的现实意义

4、和工程应用前景。三、光伏并网逆变器概述光伏并网发电系统一般由太阳能光伏阵列、并网逆变器、控制器、储能装置以及本地负载等构成。光伏阵列一般由多块太阳能电池板组合而成，利用光生伏打效应将采集到的太阳能转换成直流电能，然后并网逆变器在控制器的控制下将直流电能转换能工频交流电能。当光伏并网逆变器输出率大丁本地负载所需功率时，并网逆变器通过转换开关将电能供给本地负载，多余的电能馈入电网，当光伏并网逆变器输出功率小于本地负载所需功率时（比如阴天或夜晩），电网通过转换开关向本地负载供电，确保木地负载正常运行。

5、国外的光伏并网逆变器很早就作为比较成熟的产品推向了市场。欧洲作为全球光伏市场的领头羊，并网逆变技术遥遥领先，全球光伏逆变器市场基本被其山领；美国、加拿大、口木等发达国家依靠其雄厚的工业基础和先进的半导体技术,他们在电路结构设计、屯气和自动控制方面具有很强的实力，因此，他们在光伏逆变器的生产和设计方面也占有一席之地，具有很强的竞争实力。我国从上个世纪80年代开始对光伏逆变器进行研究和开发，陆续出现了一批专门研究和生产光伏逆变器的公司和企业。其屮，合肥阳光电源公司是国内最大的新能源逆变器供应商，占据

6、70%以上的光伏逆变器市场份额。此外，已经初具规模的还有北京科诺伟业、广东志诚冠军、南京冠亚、北京索英、上海英伟力新能源等。这些企业通过与国内高校和研究所建立产.学.研合作关系，具备了较强的研发实力，相关产品已经成功应用于国内一些大型光伏发电示范工程。由于起步较晚，国内光伏并网逆变器的市场规模较小，虽然具备了一定的研发实力和竞争力，但在逆变器的技术质量、转换效率、功率等级和可靠性等方面和国外逆变器生产厂商仍然具冇较大差距。不过在我国发展可再生能源政策的推动下，市场的需求将会不断扩大，未来的国内市

7、场将是众多光伏并网逆变器金业争夺的焦点。四、孤岛效应及其危害所谓孤岛效应是指当大电网因故障事故或停屯而断开时，用户端的并网光伏发电系统未能及吋检测出停电状态而将自身切离市电网络，而形成由光伏并网发电系统和周围的负载组成的一个电力公司无法控制的口给供电孤岛。孤岛现象一旦发生，会对电力维修人员、用电设备甚至电网都会造成很大的危害，这些危害包括：(1)、孤岛现象发生后，电力维修人员误以为供电系统已断电而接触孤岛运行线路，从而导致触电危险，危及人身安全；(2)、由于失去了电网的钳制作用，孤岛效应可能会导

8、致光伏发电系统的输出电压及其频率发生较大的波动，从而损坏与孤岛运行线路相连的用电设备；(3)、由于孤岛后并网系统输出电压和电网电压存在相位差，当屯网恢复供电吋会产生很大的浪涌电流，从而损坏发电装置以及所带负载，甚至会引起电网再次跳闸；(4)、若与光伏发电系统所连接的负载为三相负载，孤岛后可能导致缺相运行;(5)、影响配电系统上保护开关的动作顺序等。因此，无论是从供电还是用电安全角度來讲，对孤岛效应及其保护措施进行研究，最大限度地减小孤岛现象带来的危害，具有I•分重要的现实意义。五、孤岛效应的研究