分布式并网发电系统孤岛效应分析及检测方法的研究

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光伏并网孤岛效应的检测与分析

光伏并网孤岛效应的检测与分析

光伏并网孤岛效应的检测与分析摘要:目前,分布式发电系统发展的规模口益扩大,更多的分布式光伏并网发电系统接入到公共电网的同时,出现孤岛效应的几率也随之增加。

孤岛效应的产生不仅给分布式发电设备带来危害,而且影响了电能的质量,所以要求能够准确且快速的检出孤岛效应现象。

关键词:孤岛效应;主动频率;负载功率1.引言孤岛效应的检测一般是通过监控并网系统输出端电压的幅值和频率来实现的。

当电网断开时,由于并网系统的输出功率和负载功率之间的差异会引起并网系统输出电压的幅值或频率发生较大的改变,这样通过监控系统输出的电压就可以很方便地检测出孤岛效应。

然而,当负载消耗的功率与光伏系统相匹配的时候,通过这种被动的检测方法就会变得困难。

该项目提出来周期性双向扰动主动频率偏移法无论是感性负荷还是容性负荷或者负载消耗的功率与光伏系统相匹匹配时的孤岛效应检测技术难题。

有效的控制了光伏系统发生孤岛效应时,给相关的设备和维护人员带来的危险。

2.孤岛效应检测方法的分析与选择孤岛是一种电气现象,发生在一部分的电网和主电网断开,而这部分电网完全由光伏系统来供电。

因为孤岛会损害公众和电力公司维修人员的安全和供电的质量,在自动或手动重新闭合供电开关向孤岛电网重新供电时有可能损坏设备。

逆变器通常会带有被动式防止孤岛效应装置。

对于平衡负载很好条件下通电和重新通电两种情况下的孤岛防止还不够充分,所以必须结合主动技术,主动技术是基于样本频率的移位、流过电流的阻抗监测、相位跳跃和谐波的监控、正反馈方法、或对不稳定电流和相位的控制器基础上的。

该研究项目解决了无论是感性负荷还是容性负荷或者负载消耗的功率与光伏系统相匹匹配时的孤岛效应检测技术难题。

安全可靠的保证电力光伏发电设备和财产损失,提高电力系统的服务信誉,可有效维护社会稳定和电网安全。

3.周期性双向扰动主动频率偏移法基本原理正反馈的主动频率偏移法是对对公共耦合点的频率运用了正反馈,提高了孤岛检测的速度。

并网光伏发电系统孤岛效应的危险性分析

并网光伏发电系统孤岛效应的危险性分析

并网光伏发电系统孤岛效应的危险性分析一、孤岛效应概念相对于离网光伏发电系统而言,并网光伏发电系统在运行时具有较高的光伏电能利用率,然而由于并网光伏发电系统直接将光伏阵列发出的电能逆变后馈送到电网,因此在工作时必须满足并网的技术要求,以确保系统安装者的安全以及电网的可靠运行。

对于通常系统工作时可能出现的功率器件过电流、功率器件过热、电网过/欠电压等故障状态,比较容易通过硬件电路与软件配合进行检测、识别并处理。

但对于并网光伏发电系统来说,还应考虑一种特殊故障状态下的应对方案,这种特殊故障状态就是所谓的孤岛效应。

实际上,孤岛效应问题是包括光伏发电在内的分布式发电系统存在的一个基本问题,所谓孤岛效应是指:在下图所示的分布式发电系统中,当电网供电因故障事故或停电维修而跳闸时,各个用户端的分布式并网发电系统(如光伏发电、风力发电、燃料电池发电等)未能及时检测出停电状态从而将自身切离市电网络,最终形成由分布电站并网发电系统和其相连负载组成的一个自给供电的孤岛发电系统。

▲分布式发电系统的孤岛效应示意图二、孤岛效应的危害孤岛效应的发生会给系统设备和相关人员带来如下危害:1、孤岛效应使电压及其频率失去控制,如果分布式发电系统中的发电装置没有电压和频率的调节能力,且没有电压和频率保护继电器来限制电压和频率的偏移,孤岛系统中的电压和频率将会发生较大的波动,从而对电网和用户设备造成损坏。

2、孤岛系统被重新接入电网时,由于重合闸时系统中的分布式发电装置可能与电网不同步而使电路断路器装置受到损坏,并且可能产生很高的冲击电流,从而损害孤岛系统中的分布式发电装置,甚至导致电网重新跳闸。

3、孤岛效应可能导致故障不能清除(如接地故障或相间短路故障),从而可能导致电网设备的损害,并且干扰电网正常供电系统的自动或手动恢复。

4、孤岛效应使得一些被认为已经与所有电源断开的线路带电,这会给相关人员(如电网维修人员和用户)带来电击的危险。

由上可知,当主电网跳闸时,分布式发电装置的孤岛运行将对用户以及配电设备造成严重损害,因此在包括并网光伏发电等系统在内的分布式发电系统中,并网发电装置必须具备反孤岛保护的功能,即具有检测孤岛效应并及时与电网切离的功能。

光伏发电分布式防孤岛保护系统分析

光伏发电分布式防孤岛保护系统分析

光伏发电分布式防孤岛保护系统分析根据光伏孤岛理论,推导出了两种孤岛检测方法,分析两种孤岛检测标准,应用于分布式光伏电站,配置相应保护功能装置,使其保障光伏电网安全稳定运行,提高光伏并网的技术。

标签:光伏发电;分布式;防孤岛保护;装置如今光伏发电站在电力系统中所占的份额越来越大,不仅有集中式大面积光伏,还有分布式小型光伏发电站。

随着科学技术的进步,发展成为分布式光伏电源给负荷供电,组成局部孤网运行。

为避免孤网产生,本文从孤岛的检测方法入手进行阐述。

以被动式检测方法与主動式检测方法的特点为主线,结合配置防孤岛保护,减少孤岛现象给电网运行带来的危害。

1、孤岛状态检测方法目前孤岛检测方法主要分为被动检测和主动检测。

1.1 被动式孤岛检测被动检测就是通过检测孤岛形成前后的频率、电压、功率输出等电气量变化,来判断是否与主电网断开。

主要包括低频低压、高频高压、频率变化率法、矢量相移法和功率波动法等。

低频低压与高频高压检测:因光伏电源并网运行,频率和电压不会有很大的波动,总能够在允许的范围之内。

1.2 主动式孤岛检测主动检测通过对系统施加一个外部干扰,然后监视系统的响应来判断是否形成孤岛,一般是通过改变光伏逆变器有功或无功输出,检测电压和频率的响应变化。

主动检测将向系统施加外部干扰,即使是功率完全平衡的孤岛,也可以通过主动干扰来破坏功率平衡,从而被可靠地检测出来。

当系统中包含多个分布式电源时,各电源主动检测装置发出的干扰信号可能互相影响,降低检测效果。

2、分布式光伏电站防孤岛保护2.1分布式光伏电站防孤岛保护配置为了保证分布式光伏电站的安全稳定运行,根据《光伏发电站设计规范》GB 50797和《光伏发电站接入电力系统设计规范》GB/T50866要求,光伏电站应配置独立的防孤岛保护,其中防孤岛保护应与线路保护、重合闸、低电压穿越能力相配合[1]。

基于上述规定,大批分布式光伏电站使用了孤岛保护装置,分布式光伏电站配置的防孤岛保护装置一般都是故障解列装置。

分布式发电系统中的孤岛检测方法研究

分布式发电系统中的孤岛检测方法研究

配, 即 当 P= 0 , Q = 0时 , 使P _ , Q = Q , 那 么此 时公 共连 接点 ( P C C) 处 的 电压 和频率 变 化很 小 . 很难 通 过
检测 系统 电压 和频率 来判 断是 否有 孤岛效应 产 生 。
收稿 日期 : 2 0 1 2 — 1 2 — 0 9
Fi g ur e 2 Po we r low f gr aph i n pa r a l l e l o f d i s t r i b ut e d
g e n e r a t i o n s y s t e m
供 给 用 户 负载 的有 功 功 率 和无 功 功率 ; P, Q 分别 为 分 布式 发 电系统 输送 给 电网的有 功功率 和无 功功率 。
中图 分 类 号 : T M6 1 1
文献标识码 : A
文章编号 : 1 6 7 4 — 1 1 6 1 ( 2 0 1 3 ) 0 1 — 0 0 4 3 — 0 3
孤 岛效应 是分 布式 发 电系统 中普 遍存 在 的 问题 。
在 分布式 发 电系统 并 网时 。 一旦 电 网因故 障或 维修 跳
式中
: I zl _

、 / 1 一 ( 1 一 c )
, 0 6 3 1 ; , , C分别 表示用 户 的负载 。
负载 的 固有 谐振 频率 为 :
; = a r c t a n (

及 频 率 产生 很 大波 动 , 造 成 设备 损 坏 ; 分 布 式 发 电 系 统在 重新 接 人 电 网时 , 产 生 电网重 新 跳 闸 ; 故 障 不能
彻 底 清除 , 干扰 电 网的正 常供 电 。 此外 , 孤 岛效应 还会

分布式光伏并网系统孤岛效应分析及检测方法

分布式光伏并网系统孤岛效应分析及检测方法

设备管理—272—分布式光伏并网系统孤岛效应分析及检测方法周锦龙(江西通力电业发展有限公司,江西南昌330052)摘要:本文将详细介绍分布式光伏并网系统中的孤岛效应,通过专业的研究与调查,找出精准检测孤岛效应的两种方式,即远程检测法与本地检测法,借用其内部存有的测试模式来发现适宜的孤岛检测方法,保障并网系统的运行安全。

关键词:分布式光伏并网系统;孤岛效应;检测方法引言:在光伏并网系统的运行中,若其运行方式与内部结构发生改变,则会影响电网运行的安全与稳定,在进行网络系统测试时应及时发现其可能出现的孤岛效应隐患,借助适宜的检测功能来改善并网系统的运行状态。

1分布式光伏并网系统中的孤岛效应在分布式光伏并网系统内存有不同程度的孤岛效应,光伏并网系统由本地负载、断路器、变压器、逆变器与光伏电源构成。

通常来讲,光伏并网系统在正常运行期间其内部光伏电源与大电网侧的断路器都处在闭合状态,从功率流向的视角上看系统内部的大电网与光伏电源同时存在无功功率与有功功率。

若大电网中发生故障或其断路器出现跳闸,系统内部的负载则难以接收到大电网提供的功率,在该阶段光伏电源会对负载进行单独供电,该侧的负载与光伏电源会形成孤岛效应。

由于并网系统中公共点内的电压等级不同,孤岛效应的检测时间也会存有区别,一般来讲,当断网以后,其电压阀值的状态为0.5UN>VPCC 时,其最长的检测时间可维持在6个周期;而电压阀值的数值为1.37UN<VPCC 时,该最大的测试时间为2周,其中依照国家标准,大电网属额定频率,国际上为60Hz,我国为50Hz,UN 代表着大电网内额定电压的有效值,数值为220V,而VPCC 则为大电网接口与光伏电源键公共点的电压值[1]。

2分布式光伏并网系统中孤岛效应的检测方法2.1远程检测法为探究孤岛效应的测试方法,以某电力有限公司的实践为例,在分布式光伏并网系统规模与容量的不断扩张下,该系统内出现孤岛现象的次数也逐渐增多,对本地负载与主电网的影响也逐步增大。

微电网的孤岛检测与孤岛划分

微电网的孤岛检测与孤岛划分

微电网的孤岛检测与孤岛划分1. 本文概述随着全球能源需求的不断增长和电网结构的日益复杂,微电网作为一种新型的分布式能源系统,其发展受到了广泛关注。

微电网能够整合多种分布式能源资源,如太阳能、风能、储能设备等,以实现高效、可靠的能源供应。

微电网在运行过程中可能会遇到“孤岛”现象,即部分微电网在主电网故障或计划中断时,未能及时从主电网中脱离,形成独立运行的孤岛。

本文旨在深入探讨微电网的孤岛检测与孤岛划分问题。

本文将介绍微电网的基本概念、运行原理以及孤岛现象的定义和分类。

随后,我们将重点分析现有的孤岛检测方法,包括被动检测和主动检测两大类,并评估这些方法在实际应用中的优缺点。

进一步地,本文将探讨孤岛划分的策略和方法。

孤岛划分是指将微电网划分为若干个子系统,以优化能源管理、提高系统稳定性和效率。

我们将分析不同的孤岛划分算法,包括基于遗传算法、粒子群优化算法和人工智能方法的划分策略,并讨论这些方法在实际操作中的适用性和效果。

本文将结合案例分析,探讨孤岛检测与划分在实际微电网中的应用,以及这些技术对提高微电网运行效率和可靠性的贡献。

通过本文的研究,我们期望为微电网的孤岛检测与划分提供理论支持和实践指导,促进微电网技术的进一步发展和应用。

2. 微电网的基本原理微电网(Microgrid)是一种小型电网,它能够集成多种分布式能源资源,包括可再生能源如太阳能、风能,以及传统能源如小型燃气轮机等。

微电网的主要特点是能够在与主电网连接或孤立状态下运行,为局部区域提供稳定和高效的电力供应。

本节将详细探讨微电网的基本原理,包括其结构、运行模式及关键技术。

微电网的结构通常包括四个主要部分:分布式能源(DERs)、能量存储系统、负荷和控制系统。

分布式能源是微电网的核心,负责发电能量存储系统如电池用于平衡供需波动负荷则指微电网服务的用户和设备控制系统则负责监控和优化微电网的运行。

微电网主要有三种运行模式:并网模式、孤岛模式和混合模式。

分布式光伏逆变器的反孤岛

分布式光伏逆变器的反孤岛

分布式光伏逆变器的反孤岛引言:随着光伏发电技术的不断发展,分布式光伏逆变器已经成为了光伏发电系统中不可或缺的组成部分。

然而,由于电网故障等原因,光伏逆变器可能会出现孤岛现象,导致电网安全隐患。

因此,如何有效地解决分布式光伏逆变器的反孤岛问题,成为了当前光伏发电领域的研究热点之一。

一、孤岛现象的危害孤岛现象是指在电网故障等情况下,光伏逆变器仍然继续向电网供电,形成一个孤立的电网系统。

这种情况下,如果没有及时采取措施,就会对电网的安全稳定造成严重威胁。

具体表现为:1. 电网质量下降:孤岛现象会导致电网电压、频率等参数失控,从而影响电网的质量。

2. 安全隐患增加:孤岛现象会导致电网与光伏逆变器之间的电压差增大,从而增加电器设备的损坏风险。

3. 经济损失加大:孤岛现象会导致电网停电,从而给企业和居民带来经济损失。

二、反孤岛技术的发展为了解决分布式光伏逆变器的反孤岛问题,研究人员提出了一系列技术方案,包括:1. 电网监测技术:通过对电网电压、频率等参数的监测,及时发现孤岛现象,并采取措施解决。

2. 逆变器控制技术:通过逆变器的控制,使其在检测到电网故障时自动停止向电网供电,从而避免孤岛现象的发生。

3. 电网接口技术:通过改进光伏逆变器与电网之间的接口,使其能够更好地适应电网故障等情况,从而避免孤岛现象的发生。

三、反孤岛技术的应用目前,反孤岛技术已经得到了广泛的应用。

例如,在某些地区,政府已经出台了相关政策,要求所有的分布式光伏逆变器必须具备反孤岛功能。

同时,一些光伏逆变器生产厂家也在不断研发新的反孤岛技术,以满足市场需求。

四、结论分布式光伏逆变器的反孤岛问题是当前光伏发电领域的研究热点之一。

通过电网监测技术、逆变器控制技术和电网接口技术等手段,可以有效地解决反孤岛问题。

随着技术的不断发展,相信反孤岛技术将会得到更加广泛的应用,为光伏发电行业的发展注入新的动力。

分布式并网发电系统有源孤岛检测法综述

分布式并网发电系统有源孤岛检测法综述

3 源孤 岛检测 法
有 源 孤 岛检 测 法 需 要 对 逆 变 器 的输 出
2 孤 岛检 测 法
率, 电网断开后 输 出功率 与负载 功率 匹配
时, 逆 变 器 继续 向 负 载供 电 , 此 时 输 出 电压 量 的某些参数如输出功率 、 幅值、 频率或相位
分布式发 电系统 的孤 岛检测方法根据 和 频 率 与 并 网 工 作 时 几 乎 相 同 , 无 法 检 测 施加一些较小扰动信号。以电流扰动为例说
员、 用 电设备 以及 分布式并 网发 电系统带 岛检 测 法 的基 础上 发 展 而来 的 。 面 着 重 对 有 源 孤 岛检 测 法 进 行 介 绍 。
来许 多危害 , 是 分布式发 电保护措 施急需 解决的重要课题I 。
当电网正常 运行 时 , 分 布式发 电系统
和 电 网 向公 共 节 点 注 入 有 功 功 率 和无 功 功
孤 岛效 应 的发 生 , 无源检测法失效 ; 在输
远 程 孤 岛检 测 法 和基 于并 网逆 变 器 的本 地 出功率与 负载功率 不匹配 的情况下 , 逆 变
随 着世界能 源危机 的加剧 , 采 用 可 再 检测法两大类 。基 于通信 的电网侧远 程孤 器 输 出电压和频率会 发生较 大变化 , 变化 生 能 源 发 电 的分 布 式 发 电 以其 自身 优 势 得 岛检测法实时监测 电网并利用无线 电通信 量 超过设定 的 阈值 时 , 保 护 电路 动作 即可
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分布式并 网发 电系统有源孤 岛检测法综述 Nhomakorabea李 迎 迎
( 河 南师范 大学 图书馆 , 河南
[ 摘
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(L C P C )meh d sp ri r o t l n aaaq it n( C A)meh da ds n T eiv r rs edtcinme o sn ld dlcl to , u e s ycnr dd t cus i S AD v o oa io to n oo . h et —i eet t d cu e a n e d o h i o
电 电压 与频 率不 稳定 ; 电网恢 复时分 布式 供 电系统
统 (G D )应运 而 生 。分布 式 发 电系统 是指 在 用户 现
场 或 靠近 用 电现 场配 置容 量 在数千 瓦 至数十 兆 瓦之
间 的发 电机 组 ( 一般低 于 3 W , 以满 足特 定用 户 0 ) M
的需要 ,支 持现 有配 电网的经 济运 行 ,或 同时满足
p s i e a d l c l c i e meho s Thi p p re p ta e n il n i g d t c i n m eh ds prn i e p nt g o tt e p e e t r b e n e a sv n o a tv t d . a s a e x a it d o sa d n e e to t o ’ i c pl, oi i u h r s n o l msa d r — n p
Abs r c :An l s s wa d o t e i lnd n n o — e e t n z n iti utd g i — o n c e e e a i n h e e t n me h d ta t a y i s ma e t h sa i g a d n n d t c i o e ofd sr b e rd c n e t d g n r t ,t e d t c i t o s o o o we edi i e n o g i — i e d t c i n a d i v re — i e d t c i n Th rd sd ee to t o s i l d d p we i a re o r v d d i t rd sd e e t n e t r sd ee t . e g i — i e d t c i n me h d o n o nc u e o rl c r i r mm u c t n ne c nia i o
这两 个方 面 的要求 。 当分 布 式发 电系 统与 电网并 网 运 行 时 ,其本 身 以及 整个 系统 的结构和 运行 方式 都 将 发 生重大 变化 。因此 ,如何 保证 并 网发 电系统 安
s a c ie to s e rhdr cin .
Ke r : srb t d g i - o n ce e e a i n i ln i g d t c i n o -e e to o e i v re y wo ds diti u e rd- n e t d g n r to ; s a d n e e to ;n n- t c i n z n ; n e t r c d
摘 要 : 分析了分布式并网发电系统的孤岛效应和检测盲 区,将孤岛检测方法分为 电网端检测及逆变
器端检测,其 中电网端检测可分为基于电力线载波通信法、基于监控与数据采集方式法等 ;逆变器端检测 方法分为被动 ( 无源 )检测和主动 ( 有源 )检测 。阐述 了各种孤 岛检测方法的原理,并指 出了 目前孤 岛检
测 方 法存 在 的 问题 和 研 究 方 向。
关键词 :分布式并 网发 电系统;孤岛检测 ;检测盲 区;逆变器 中图分类号 :T 6 5 文献标识码 :A 文章编号 :1 0 — 15 2 1) 6 0 4 — 6 M 1 0 7 3 7 (0 2 0 — 0 7 0
St dy o sa u n I l ndi t c i n M e ho orDit i e ngDe e to t dsf srbut d
0 引 言
随着 如今 能源 危机 的加 剧 ,人 们对 量 要求 的提 高 ,分布式 发 电系
供 电因故 障或停 电维修而 断开 时 ,用 户端 的分 布式
发 电系统 并未 即时检 测 出孤 岛状 态而 将 自身切 离市 电 网络 , 电网停 电 区的部分 线路 仍维持 带 电状态 , 使 形 成 自给 电力供 应 的孤 岛。孤 岛一旦 产 生 ,将 会危 及 电网输 电线路 上维 修人 员 的安全 , 因为一般 认 为 主 电网断 开后系 统将 不会 带 电;影 响供 电质量 ,没 有 大 电网 的支持 ,分布 式发 电系 统 的供 电质量 难 以 符 合各 方面 的需求 ;影响配 电系 统上 的保 护开 关 的 动 作程 序 ,冲击 电网保护装 置 ; 电力孤 岛区域 的供
Grd Co n c e n r to i . n e t d Ge e a i n
W AN G — i XI Xiwe , ONG i YUAN —e g We , Xu f n
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分布式并 嘲发 电系统孤 岛效应 分折及 捡 方法的研究
。 。

电工 电气 (0 No6 2 1 .) 2
检验 与测试
分布式并 网发 电系统孤 岛效应分析及检测方法 的研 究
王西伟 ,熊炜 ,袁旭峰
( 州大学 电气工程学院 ,贵 州 贵 阳 5 0) 贵 03 5 0
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