分布式发电-孤岛.ppt

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1、第4章分布式发电系统孤岛检测4.1反孤岛保护的基本原理離岸風力發電加值服務波浪發電預測情報微型電力網高壓儲氫系統產氫與加氫站電力需求管理中心燃料電池小水力海洋溫差發電太陽能發電廠超導儲能系統儲熱系統微型儲能系統太陽光發電電力與地面資訊傳輸低污染電廠變電所水力發電區域性熱電共生高壓直流導線太陽熱水器控制通訊当一部分配电系统从电力系统中隔离开来，但仍继续由分布式发电设备供电时，则形成了孤岛。反孤岛的能力是指分布式发电设备探测其是否处于孤岛运行状态并及时地从孤岛系统中断开连接的能力。若不能有效地将处于孤岛状态的分布式发电设备从系统中解列，则有可能导致发电设备和负荷出现问题。FC燃煤核能水力燃氣

2、WIND適合的管理與保護設備PV適合的管理與保護設備風力電廠CHPPV4.1.1、分布式发电系统孤岛的形成孤岛是一个没有调节控制的电力系统，由于发电和供电之间的不平衡且孤岛电网中可能没有电压、频率控制，其特性是不可预知的。由于电力系统不再控制孤岛系统中的电压和频率，如果孤岛系统中的分布式发电机不能提供电压和频率调节，没有限制电压和频率偏移的继电保护，则用户得到的电压和频率将波动很大，将可能引起用户设备的损坏。当一条线路本应该没有电而由孤岛中的分布式发电机供电时，将使线路维修的工作人员或其他人员有触电的危险。当孤岛系统重新与电力系统并列运行时，有可能损坏孤岛系统中的分布式发电设备，这是因为并

3、列时分布式发电机可能与系统不同步，并列时的电压相位差将对发电机产生非常大的冲击电流，另外也可能导致系统的重新解列。孤岛可能干扰邻近用户正常服务的手动或自动恢复。孤岛的危害目前电力系统对孤岛的处理是立即停止所有分布式发电机的运行，使得整个线路都处于无电状态，防止可能对设备造成的损害，消除潜在的安全隐患。处理方式4.1.2孤岛的检测当孤岛形成后，应能立即检测出来，要成功地探测到孤岛，基本需要为：孤岛检测方案应能对任何可能的孤岛都有效。孤岛的检测应在允许的时间内完成。应考虑分布式发电机的特点，几乎所有的分布式发电机都能归纳为下述三种类型：同步发电机：这种类型的分布式发电机一般连接在主干母线上，其

4、容量可达30MW。感应式发电机：该类型的分布式发电设备一般连接在主母线上，其容量一般也较大，在10~20MW左右。基于逆变器的发电设备：该类型的分布式发电设备一般连接在二次母线上，这主要是因为其容量相对比较小，一般在数百瓦到1MW。根据目前提出的分布式发电系统孤岛检测的工作原理，可将孤岛检测分为两种类型，即远程检测方法和本地检测方法。本地检测方法取决于分布式发电系统一侧电压和电流信号，如果检测到的信号超过一定阈值，则可检测孤岛运行状态。本地检测方法也可分为两种类型：无源的检测方法：该方法主要是基于所测量的电压和电流信号在孤岛发生后的参数变化是否超过给定的阈值来判断孤岛是否产生。有源检测方法

5、：该方法对系统加入扰动信号，然后根据检测到的系统响应来判断孤岛是否发生。本地检测方法取决于分布式发电系统一侧电压和电流信号，如果检测到的信号超过一定阈值，则可检测孤岛运行状态。本地检测方法也可分为两种类型：无源的检测方法：该方法主要是基于所测量的电压和电流信号在孤岛发生后的参数变化是否超过给定的阈值来判断孤岛是否产生。有源检测方法：该方法对系统加入扰动信号，然后根据检测到的系统响应来判断孤岛是否发生。4.1.3非检测区和孤岛危害分析上述所有孤岛检测方法都存在某些局限性，如：投资费用高;需要分布式发电系统和电力系统之间的相互配合;误动作;在某些情况下可能存在非检测区以及对电力系统供电质量、电

6、压和频率稳定性的影响等。本地检测方法的主要缺点是存在非检测区(Non-DetectionZone，NDZ)，某些方法的NDZ很小，可以忽略，但其他方法的NDZ可能非常大。基于频率的孤岛检测方法常用于同步发电机中，下面采用此方法来说明NDZ的大小造成的影响。基于频率的反孤岛方法通过测量本地频率的变化来判断孤岛是否发生。在孤岛系统中，母线频率随着负荷与发电机的功率是否匹配而变化，发电机输出功率过大将使频率增高，反之，将使频率降低。如果在孤岛中存在较大的功率失衡，基于频率的孤岛检测方法可快速地检测到孤岛的发生；如果功率失衡较小，则需要较长的时间检测到孤岛。在最坏的情况下，即孤岛系统中发电机和负荷

7、的功率非常接近时，此方法可能在允许的时间内检测不到孤岛状态。孤岛中发电机和负荷功率的失配决定了NDZ。孤岛中显著地影响能量失配程度的因素有两个：第一个因素是线路日负荷曲线的变化。依据运行特征的不同，线路负荷会在平均日负荷的上下有±20%波动；第二个因素是分布式发电系统中可能形成不同的孤岛，每个孤岛的负荷大小都不相同。基于逆变器的分布式发电系统，其孤岛形成的可能性和与孤岛的形成相关的危险比基于同步发电机的分布式发电系统的要