基于并网光伏发电系统的反孤岛研究

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1、电子质量(2o15第11期)基于并网光伏发电系统的的反孤岛研究图1孤岛测试原理图为PCC耦合点处的电压。变化接近于零。此时的频率保护可能检测不到发电系统易得在公共耦合点PCC处有：与电网断开，形成了一个由太阳能发电系统提供功率给fPl~,dP+AP=V⋯负载的孤岛系统。=Q+／x=V2pcQc／[@L)一孤岛效赫应是旦指士匕IIl1l、。网]]=斗佑6h下h1．2孤岛效应的检测：当图1的OF断开时，负载的功率髓儡冈Q。由太阳能发电系统提供，因此形成一个与电网图2所示为太阳能并网发电结构图。光伏阵列发出断开

2、的孤岛发电系统。光伏发电系统与负载间的不平衡的电经IGBT逆变传送到电网，L1、C2组成滤波器能够功率会导致负载两端电压的幅值和频率偏离正常范围，允许特定的频率通过，用电容C、电阻R、电感L并联来最终触发电压和频率继电保护装置动作。然而，有时会表示负载。C1充电后表示直流电源。出现+p=P+jQ的情况，此时，PCC处电压的频率电网图2太阳能并网发电结构图光伏阵列发出的电经过逆变器逆变后，能够与电网路中的相关参数为依据的，在()=Q时，这种电压同频同相网，这样才能并网。在图3所示的示意图方法检测不到电压频率

3、的变化，造成漏检；主动式是向中，若开关断开后，就会产生孤岛效应问题，开关断开逆变器输出电流注入扰动引起电压频率变化来判断是后，发电系统的电压和频率无法控制，对本地负载会造否发生了孤岛现象，对于负载而言，若电容过大或电感成危害，当开关重新闭合时，也会影响电网的电能质量。过大时会有检测盲区，无法检测到故障。相对于这些缺局部反孤岛策略如图4所示，反孤岛策略主要分为陷，文中提出的AFDPF即使是很小的频率变化，在正反以下两种：被动式方案是在电网发生断电时，以检测电馈的情况下也有很好的检测效果。2基于并网光伏发电系

4、统的的反孤岛研究电子质量(2015第11期)图3孤岛效应示意图一局部反孤岛策略被动式方案主动式方案一波形eATJ2．、2．阻抗测量基于频率：、～一／，：幅值变化；幅值变化率自动移向：相位跳变图5AFD孤岛检测波形主动式偏移当太阳能发电系统并网正常运行时，图1中PCC点处电压频率不会因负载的改变而变化，当孤岛效应发电压幅值(过／欠电压)生之后，图1中PCC点处的电流频率会因负载的变化而改变，并且引起了电压频率的改变，频率变化到规定频率输出功率变动的上下限时被OFR／UFR检测出来，发生了孤岛故障。在上图的波

5、形中，电流，^m的数学模型为：谐波检测『Isin(2t)009t<'IT——tz10叮r一≤09t<"IT图4反孤岛分类图AFD01，sin(2f)"IT~

6、高于或者低于以往的电流频率嘲，如数学表达式为：图5所示。由于逆变器输出电流存在死区时间(偏移时厂1／(1一)(4)间)，导致电流基波分量超前电压‰角度，电流提前到由公式(3)和(4)可得，斩波系数c／由死区时间t的变达零点，而电压滞后电流。大而变大。当并网光伏发电系统采用主动频率偏移法AFD时，若此时图1中负载RLC发生孤岛效应，则负载频率将根据公式f5)变化阍。3电子质量(2015第11期)基于并网光伏发电系统的的反孤岛研究arg[R+∞)。。+jtoC]。。=0．51Tc，’(5)．f~-f×+qsi

7、n采用AFD检测孤岛效应时，扰动的方向是人为添加的，其方向与发电系统的输出方向一样，在大电网断上式能有选择性地进行扰动，避免当负载为容性、电时，由于RLC负载不同，太阳能发电系统输出频率的感性、阻性时偏容性或感性的情况，由于添加的扰动方变化方向与扰动方向并不一致，在主动频率扰动下，逆向与频率改变方向相反而造成对频率增量的削弱，影响变器频率误差检测变缓，延长了孤岛故障的检测时间，对孤岛的准确判断，式中(为取绝对值运算，当公谐波畸变THD也会变大，对负载有较大的检测盲区，为共连接点频率不小于电网额定频率的时候

8、取正；当公共了解决此缺陷，提出了正反馈主动频率偏移法AFDPF。连接点频率小于电网额定频率时取负，对电流施加负方向的扰动。CAo)：斩波系数的初始值：PCC处电压频率，2．2正反馈主动频率偏移法AFDPF厂：电网电压的频率。为了解决AFD的检测盲区，在公共耦合点处运用AFDPF程序流程图如图6所示。其中为三角波频率正反馈，即AFDPF，能够加快公共连接点处的频率周期，n)、一1)为电网电压周期，三角波初值分别为误差累积，便于更