单相光伏并网系统中主动频率扰动法的应用

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1、2011全国仿真技术学术会议论文集单相光伏并网系统中主动频率扰动法的应用任龙飞，黄西平(西安理工大学自动化与信息工程学院，陕西西安710048)摘要：分析了单相光伏并网发电系统的工作原理，对比了被动式和主动式孤岛检测方法的优缺点，同时为了有效地抑制电网波动对输出电流的影响，研究了带电压前馈的主动频率扰动法孤岛效应检测方法。在MATLAB／slMuuNK下进行了系统的建模与仿真，基于S函数编写控制算法。仿真结果表明输出并网电流波形良好，与电网电压同频同相，在三个周期内有效地检测出r系统的孤岛效应，满足孤岛检测标准要求。关键词：单相光伏并网系统；孤岛效应；前馈控制；主动频率偏移法中图分

2、类号：TM92文献标识码：ATheApplicationoftheActiveFrequencyPerturbationMethodintheSingle—-phaseGrid—-connectedPVSystemRENLong—fei．HUANGXi—ping(TheFacultyofAutomationandInformationEngineeringXi’allUniversityofTechnology，Xi'anShanxi710048，China)ABSTRACT：Inthispaper，theprincipleofthesingle—phase酣d—connected

3、PVsystemWasanalyzed，andtheadvantagesanddisadvantagesofthepassiveandactiveislandingdetectionmethodswerecompared．Inordertoreducetheimpactofg—dvoltageonthecurrent，activefrequencyislandingdetectionmethodswithvoltagefeed—forwardWasstudied．ThesimulationmodelswereestablishedbytheMATLAB／SIMUUNKandthea

4、lgorithmWasbasedontheSfunction．ThesimulationresultsshowedthatthesystemWastriggeredtocutoffthepower班dinthreecyclesandthemethodmettheislandprotectedrequirements．KEYWORDS：Single—phasegrid—connectedPVsystem；Islandingeffect；Feed—forwardcontrol；Theactivefre-quencyperturbationmethod1引言目前对光伏并网系统的研究通常都

5、是以小区的光伏屋顶或是大中型光伏并网电站为目标，大多研究对象都足单相光伏并网发电系统。这种光伏并网系统噪声低、性能可靠，而孤岛效应是光伏发电系统中必须要考虑的问题。当电网发生断开或出现故障时，光伏并网系统如果没有及时地断开与电网的连接而继续向电网与负载供电时，将会造成人员伤亡和设备损坏，这种现象被称为孤岛效应。IEEEStd．2009—929和ULl741这两个标准分别提出了分布式供电系统必须具备反孤岛效应的功能，而且还详细规定了电网断电后并网逆变器能检测到孤岛效应并把逆变器和电网断开的时间要求技术标准⋯。表l给出了系统断电后，不同系统状态下所规定的检测到孤岛现象的最大响应时间。收

6、稿只期：2011—04—10．—-——290·-——裹1IEEEStd．2009—929／ULl741IEEEStd．2009—929／ULl741对孤岛检测时『日J的限制2孤岛效应检测策略的分类按照目前国内外的研究状况，孤岛效应的检测策略通常分为被动检测法和主动检测法两大类。其中被动式检测方法是利用电网发生断电时逆变器的输出电压幅值、相位、频率或谐波的改变来直接甄别系统是否发生孤岛状况的，即：电压检测、相位检测、频率检测和谐波检测。但是当系统的输出功率与本地负载功率平衡时，将会导致断电时局部电网的电压和频率变化很小．此时被动检测法就会失效。检测周期长和检测盲区大是被动式检测法的主

7、要两大缺点”o。为了解决由于负载肛配问题而导致的检测失败的状况，主动检测法就被提m来了。主动式检测方法的主要思想就是在控制变量如：电流幅值、频率和相位中加人适当的扰动量，同时检测逆变器的输出情况。当电网丁F常工作时，由于电网的平衡作用，扰动信号不足以改变并网逆变器的输出特性；当电网故障或者掉电时，由于扰动信号的反馈作用，并网逆变器的输出特性就会快速累积并且超出允许范围，从而实现了快速检测。因为此方法是在正常输出的情况下再额外加人扰动信号的．这将导致输出功率与负载功率纵