电压有功正反馈孤岛检测的改进算法

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1、第34卷第7期华电技术Vo1．34No．72012年7月HuadianTechnologyJu1．2012电压有功正反馈孤岛检测的改进算法王西伟(贵州大学电气工程学院，贵州贵阳550003)摘要：分析了逆变器侧传统的孤岛检测方法，在综合考虑原电压有功正反馈优、缺点的基础上，提出了一种改进电压有功正反馈孤岛检测方法。Matlab／simulink仿真表明，该方法与传统的电压有功正反馈检测方法相比，加快了检测速度且无检测盲区，对电能质量影响小。关键词：孤岛检测；逆变器；电压有功正反馈中图分类号：TM732文献标志码：B文章编号：1674

2、—1951(2012)07—0011一o3控制中加入扰动信号，并网运行时，由于大电网的钳0引言制，扰动信号对逆变器的影响很小；孤岛发生时，逆当电网供电因故障或停电维修而断开时，用户端变器输出端的参数(电压、相位、频率)受扰动信号的分布式发电系统并未即时检测出孤岛状态而将自作用偏离正常值，当超出设定阈值时，逆变器停止并身切离市电网络，使电网停电区的部分线路仍维持带网运行。主动检测方法主要包括特定频率的阻抗测电状态，形成自给电力供应的孤岛¨。孤岛一旦形量法SFIM。。(SpecificFrequencyImpedanceMeasure．

3、成，将危害设备的安全运行，危及运行人员的生命安ment)、输出功率扰动法OPP_6(OutputPowerPertur-全，影响孤岛系统的电能质量。因此，研究孤岛检测bation)、Sandia电压偏移法SVS(SandiaVoltage的方法，及时发现孤岛，将其产生的危害降到最低，具Shift)、主动频率偏移法AFD(ActiveFrequency有重要的现实意义。随着新能源的发展，分布式电源Drift)、滑模频率漂移SMS(Slide—ModeFrequen．并网运行增多，孤岛发生的可能性及对系统的影响越cyShift)及San

4、dia频率偏移法SFS(SandiaFre．来越大。而大部分的分布式电源是通过逆变器并网quencyShift)等。对于主动检测法，相应的检测盲区的，因此，基于逆变器的孤岛检测受到重视。(NDZ)有了较大的改善，孤岛检测的效率有一定提高，但由于引人了扰动，对系统的电能质量和暂态响1传统孤岛检测方法应有一定的影响。在孤岛检测法研究中，应从投资目前，逆变器侧的孤岛检测方法分为2类：被动成本、检测盲区、检测灵敏度及电能质量等方面出检测方法和主动检测方法。被动检测方法是通过监发，提出一种新型或改进的检测方法，为电力系统针测电网断电时公共连接

5、点的端电压幅值、相位、频对产生的孤岛采取相应的措施、减小孤岛带来的危率、谐波是否出现异常来判断是否产生孤岛。它主害提供依据卜J。要包括：电压／频率检测法VFD(Vohage／Frequen．基于此，本文提出了一种改进电压有功正反馈cyDetection)、电压谐波检测法HD(Harmonics主动检测法，该方法在原有电压有功正反馈基础上Detection)、电压相位突变检测法PJD(PhaseJump引入频率变化量，结合电压、频率这2个变量，加速Detection)及关键电量变化率检测法CRDKP_5J有功扰动，从而减小检测盲区、提

6、高检测灵敏度。(ChangeRateDetectionofKeyPower)。被动检测方2改进电压有功正反馈检测方法法的不足之处是存在较大的检测盲区。一般将被动法与主动法结合使用，应用于负载频率变化不大且2．1试验原理与逆变器的功率输出不匹配的场合。当分布式发电孤岛检测电路如图1所示，当断路器s断开，孤系统的输出功率与本地负载完全匹配时，电网断电岛形成，此时负载有功功率与电压、无功功率与频率的关系为后系统端电压幅值及相位、频率无明显变化，被动式检测法无法准确地检测出孤岛状态。主动检测法的Pl0ad=cc／R，(1)提出，解决了这个问

7、题。主动检测法是在逆变器的Ql。d=cc(1／toL—toC)，(2)式中：为公共节点电压；P。。为负载有功功率；收稿日期：2012—03—23Q。。为无功功率；∞为电压角频率；C为电容。·12·华电技术第34卷生变化，则系统角频率将依据式(2)发生相应的变器化。在设计中，如果保证断网前、后负载无功功率不发生变化，由式(2)可以看出，电压的变化和角频率的变化趋势相同，即电压增大时，角频率增大，电压Pload+jQl。d减小时，角频率减小。因此，将频率的变化引入正反馈环节可以加快逆变器有功输出与负载有功功率的不匹配度，孤岛检测更灵敏。

8、本文令无功电流的参考图1孤岛检测电路图值为恒定值，用来平衡本地负载的无功功率，在电压有功正反馈的原理如图2所示，当系统检断网前、后，无功功率不发生变化；将和作为正测到Vp升高时，由于正反馈，逆变器输出有功功率反馈加入的扰动量，经过增益