东北电力大学_新能源柔性并网控制_孤岛检测1
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。
微电网计划性孤岛并网转离网案例
微电网计划性孤岛并网转离网案例近年来，随着能源需求的不断增加和能源性质的多样化，传统的中央化供电模式已经无法满足人们对能源的需求。
因此，微电网作为一种新的能源供应模式逐渐受到人们的关注和重视。
微电网是指由多个能源组成的小规模供电系统，可以独立运行或与主电网互联运行。
微电网具有灵活性强、可靠性高、能源利用率高等优势，已经被广泛应用于校区、工业园区、新能源示范项目等领域。
近年来，中国在微电网领域取得了一系列成果，例如中国科学院和华北电力大学合作建设的小企业独立微电网项目。
该项目位于青海省小镇，面积约5万平方米，总装机容量约为500千瓦，主要由太阳能光伏系统和风力发电系统组成。
该微电网具有计划性孤岛并网转离网能力，可以实现与主电网的互联运行，同时也可以在主电网停电或故障情况下独立供电。
在该项目中，微电网通过智能控制系统实时监测电网状态，并根据电池储能系统的电量和电网负载情况，决定是否切换至孤岛运行模式。
当主电网供电正常时，微电网与主电网进行并网运行，可以实现能源的双向流动。
当主电网停电或出现故障时，微电网会自动切换至孤岛运行模式，利用太阳能和风能进行供电，以维持电网的运行。
该项目在微电网与主电网的切换过程中，采用了分布式电源与蓄电池储能系统的协同运行策略。
分布式电源包括太阳能光伏系统和风力发电系统，可以优先满足电网的负荷需求。
同时，蓄电池储能系统可以储存多余的电能，以备不时之需。
在主电网停电或故障情况下，蓄电池储能系统可以通过智能控制系统将储存的电能输出，以满足电网的负荷需求。
该项目不仅实现了微电网的计划性孤岛并网转离网，还利用智能控制系统实现了对电网运行状态的实时监测和运行参数的调整。
智能控制系统可以根据电网的负荷需求和可利用能源的条件，决定微电网与主电网的切换时机和方式，以实现电网的持续供电。
该项目的成功实施在微电网领域树立了典范，展示了微电网的可行性和可靠性。
通过计划性孤岛并网转离网能力的实现，该项目为中国其他地区的微电网规划和建设提供了有益的借鉴和参考。
光伏并网系统中的新型孤岛检测方法
生变 化 时 ， 率也 会发 生变 化 。 频 一般 情 况下 ， 伏 系 光
统 只输 出有 功功 率 ， 负载 消耗 的无 功功 率 由 电网提 供， 当孤 岛现 象发 生 时 Ｑ。 一 ０ 则 有 ，
１ｃ 一ｃ 一 ０ ／止 （） ６
防止 孤 岛效应 。 而 ， 负 载 消耗 的有 功 功 率 和 无 然 当
・
６ ・ Ｏ
电 力 系 统 及 其 自 动 化 学 报
第 ２ ４卷
动 的有 功功 率 由直 流侧 电容 器缓 冲 ， 不会 影 响光伏
别 为
△Ｐ — Ｐ — Ｐ１ｄ ０ ａ （ ） ４
发 电 系统最 大 功 率 跟 踪 的有 功 功 率 。 对 传 统 的 针 Ｐ ＭＶ 孤 岛检测 方 法 ［ Ｃ ７ 比 ， 检 测 方 法 可很 容 相 该
２ 新 型 电流 扰 动 孤 岛检 测 法
孤 岛检 测 主动 式 主要 集 中在 扰 动 逆 变器 的输
出 ， 其 在孤 岛状 态下 相关 电参量 不断 偏 移直 至触 使
发相 应 的保 护 。 变器 输 出 电流 的表达 式 为 逆
Ｉ ＝ ｉ （ｉ 。 ＝ ＝Ｉ ｓｎ ａ ｒ＋ ） 图 １ 孤 岛 现 象 分 析 结 构
功功 率 与光伏 系统提 供 的功 率相 差非 常小 时 ， 网 并 系统 附 近市 电 电 网 的 电压 和 频 率 变 动量 很 小 而不 足 以被 检测 到 的时候 ， 过被 动 的方 法检测 孤 岛效 通 应 就 会 变得很 难
所示 。
即频 率 会变 为 ∞一 １ ／ Ｃ。 ／￣Ｌ
Ｆｉ １ Ｓ ｒ ｃ ｕ ｅｏｆｉｌｎｄ ｐｈｅ ｍ ｅ ａ ａｎ ｌ ｓｓ ｇ． ｔ ｕ ｔ ｒ ｓａ ｎｏ ｎ ａ ｙ ｉ
光伏并网系统的孤岛效应检测技术
Ｖ０ ． ３ ＮＯ １ １１ ． １ ＮＯ ０ｌ Ｖ２ ０
来衡 量 孤 岛检 测 方 法 的好 坏 ，ＮＤＺ 定义 合 适 的 区 域 ，在 此 区域 内某 孤 岛检 测 方法 不能 检 测 出孤 岛 效 应 ，通 常希 望 ＮＤＺ 可 能小 ，但 是公 共 电网情 尽
况较 复 杂 ，设 定 太 小 的ＮＤＺ 引起 反 孤 岛保 护 的 会
ＯＩ Ｙｕ ｕ ｎ Ｚ Ａ０ ｘ ａ ， ＨＡＮＧ Ｄａｒ ｎ ｉ ｕ
（ ｉ ｕ ｎＵｎｖ ｒｉ ， ｈ ｎ ｄ １ ０ ５ Ｃ ｉａ Ｓｃ ａ ｉｅｓｙ Ｃ ｅ ｇ ｕ６ ６ ， ｈｎ ） ｈ ｔ ０
Ａｂｓｒ ｃ ：Ｔｈｉ ｐ ｒａ ａ ｙ ｅ ｈｅｐ ｉ ｃｐｌ ｌｎｄ ｎ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｓｒ ｔ ｒ ｅ ｇ ｉ ｃ ｎｅ ｔ ｄ ｐ ｏ ｏ ｏ ｔｉ ｔａ ｔ ｓｐａ ｅ ｎ ｌ ｓ ｓｔ ｒｎ ｉ ｅｏｆｉ ａ ｉ ｇ ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｔｕｃｕ ｅｏｆｔ ｒｄ－ｏｎ ｃｅ ｈ ｔ ｖ ｌａｃ ｓ ｈ ｓ ｔ ｍ ，ａ ｄ ｃ ｙｓｅ ｎ ｏｍｐａ ｅ ｎ ｕｍｍ ａ ｉｅｓｔ ｎｔ—ｓ ａ ｎｇ ｓｒ ｔ ｇ ｅ ｏ ｐｒ ｖｅ ｔｕ ｎ ｅ ｉ ａ ｓａ ｉ ｒ ｓａ ｄ ｓ ｒｚ ｈｅ ａ ｉｉ ｌｎｄｉ ｔ ａ ｅ ｉ ｓ ｔ ｅ ｎ ｎｉ ｔ ｎｔｏｎ ｌｉｌ ｎｄ ｎｇ．Ｔｈｅ ｃ ｎｓｄｅ ａ ｉ ｎｓ ｏｎ ｔ ｏ ｅ ｓ ｉ ｔ ｕｒｈ ｒ ｒ ｓ ａ ｃ ｈｅ ａ ｔ—ｓ ａ ｎｇ ｓｒ ｔ ｇｉ ｓ ａ ｅ ａ ｓ ｓ ｕｓ ｅ ｏ ｉ ｒ ｔｏ ｈｅ ｐｒ ｂｌ ｍ ｎ ｈｅ ｆ ｔ ｅ ｅ ｅ ｒ ｈ ｏｆｔ ｎ ｉｉｌ ｎｄｉ ｔａ ｅ ｅ ｒ ｌ ｏ ｄｉｃ ｓ ｄ． Ｋｅ ｙｗｏｒ ：Ｇｒｄ ｃ ｎ ｃ ｅ Ｐｈ ｔ ｖｏ ｔ ｉ ｙｓｅ ； ｓａ ｄｉ ； ｔｃ ｉ ｎ Ｓ ｒ ｔ ｇ ｄｓ ｉ — ｏ ｎｅ ｔｄ ｏ ｏ ｌａ ｃＳ ｔｍ Ｉ ｌｎ ｎｇ Ｄｅ ｅ ｔｏ ｔａ ｅ ｙ
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一、概述微电网作为分布式能源系统的重要组成部分，在提高能源利用效率、保障供电可靠性以及促进可再生能源的消纳等方面发挥着重要作用。
微电网在孤岛运行模式下，由于与大电网断开连接，其运行特性和控制策略将发生显著变化，因此需要对其进行有效的孤岛检测和孤岛划分。
孤岛检测是指微电网在失去与大电网的连接后，能够迅速而准确地识别出孤岛状态，以便采取相应的控制策略，确保微电网的稳定运行。
孤岛划分则是在检测出孤岛状态后，根据微电网内部的电源分布、负荷需求以及网络拓扑结构等因素，将微电网划分为若干个相对独立的供电区域，以实现资源的优化配置和供电可靠性的提升。
随着微电网技术的不断发展，孤岛检测和孤岛划分方法也在不断创新和完善。
目前，已有多种孤岛检测算法被提出，如基于被动式检测方法的电压幅值频率检测法、相位跳变法等，以及基于主动式检测方法的阻抗测量法、有功功率扰动法等。
这些方法各有特点，适用于不同的微电网应用场景。
同时，孤岛划分也是微电网研究领域的热点问题之一。
合理的孤岛划分策略可以减小孤岛范围，降低孤岛运行对系统的影响，提高供电可靠性。
目前，已有基于图论、优化算法等多种孤岛划分方法被提出，这些方法能够有效地解决微电网孤岛划分问题。
微电网的孤岛检测与孤岛划分是保障微电网稳定运行和提高供电可靠性的重要手段。
随着技术的不断进步和应用场景的不断拓展，未来的研究将更加注重算法的实时性、准确性和鲁棒性，以及孤岛划分策略的优化和智能化。
1. 微电网的概念与发展背景微电网，作为一种新型的分布式能源系统，近年来受到了广泛关注。
它是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷以及监控和保护装置等集成的小型发配电系统，旨在实现对负荷多种能源形式的可靠供给。
微电网的核心优势在于其灵活性、可扩展性以及对分布式电源的高效整合能力，使其能够成为传统电网向智能电网过渡的重要桥梁。
在双碳目标的背景下，可再生能源如太阳能和风能的占比逐渐提高。
带孤岛检测的两级式光伏并网系统重复控制技术
岛问题 ，系统引入 有源频 率偏移检测技术 ，能较好地 实现孤 岛保 护控 制功 能，且孤 岛检 测输 出作为 重复 控制器的参考输入 信号 ，进一 步保证 了并 网电流与 电网 电压的 同步。通过 Ｍ Ｔ Ａ Ａ Ｌ Ｂ软件建立模 型进 行仿 真 ，结果证 明本 系统的并网电流符合并 网要求 ，并能快速 实现孤 岛检测 。
岳建房 ，徐玉琴 ，张 丽 ，孙利芳 ，郭 康
（ 华北电力大学 电气与电子工程学 院 ，河北 保定 ０ １０ ） ７ ０ ３ 摘要 ：实现 了两级 式光伏 并网逆 变器的设计和仿真 。并 网逆 变器采用 两级 式拓扑 结构 ，前级 Ｄ Ｃ—Ｄ Ｃ整
流 部 分 使 用 Ｂ ｏｔ ｏｓ 电路 实现 最 大功 率 的 跟 踪控 制 ，后 级 Ｄ Ｅ—Ａ Ｃ逆 变 部 分 实现 与 电 网 的 并 网控 制 。针 对孤
后级 Ｄ Ｃ—Ａ Ｃ逆变 环 节 的主 要 任 务 是将 直 流 电逆 件 ，即当输 出 电导 的 变化 量 等 于输 出 电导 的负 值 变成与 电 网电压 同 幅 同频 的交 流 电 ，控 制 并 网 电 时 ，光 伏 电池 阵列工 作 于最 大功 率 点 。若 不 相 等 ，
Ｄ Ｅ部分 实现最 大功 率 的跟 踪控 制 ，后 级 Ｄ Ｃ～Ａ １ １ 主电路 结构原 理 Ｃ ． 部分实 现逆 变并 网控 制 ，利 用 前 后 两 级 进行 分 级 控制 ，实现 简单 。 当前理论 研 究 中 ，很 多 先 进 的控 制 方法 被 应
光伏并网系统的无盲区孤岛检测实现
锋
２０９ ） １ ０６
２２ １ ；２东南 大学 ， １０ ３ ． 电气工程 学 院 ，江苏 南京
摘要 ： Ｅ ｔ．２ — ００标 准要 求光 伏 并 网逆 变器 必 须配 置 孤 岛保 护 。提 出 了易 于 Ｄ Ｐ实现 的 Ｓ ｎ ｉ 移 Ｉ Ｅ Ｓｄ９ ９ ２ ０ Ｅ Ｓ ａｄａ频
（ Ｆ ） 岛检 测方 案 ， 过分 析数 学 模型 得 到一 般工 况下 孤 岛检 测 的不稳 定判 据 ， ＳＳ孤 通 通过 合理 设计 频移 系数 ， 即
关键 词 ： 岛保护 ；光 伏并 网 ；功 率波动 孤
中图分类号 ：Ｍ７ ３ Ｔ ７ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０ ０ １０ （０ ２ ０ — ０ ９ ｏ １０ — ０ Ｘ ２ １ ）５ ０４ 一 ３
Ｉ ｐ ｅ ｅ ａ ｉ ｎ ｆ ａ Ｐｈ ｔ ｖ ｌａ ｃ Ｇ ｒｄ． ｏ ｅ ｔ ｄ ｙ ｔ ｍ ｍ ｌ ｍ ｎｔ ｔｏ ｏ ｏ ｏ ｏ ｔ ｉ ｉ ｃ ｎｎ ｃ ｅ Ｓ ｓ ｅ Ｗ ｉｈ Ｎｏ Ｎｏ ｄ ｔ ｃ ｉ ｎ Ｚｏ ｅ ｔ ｎ． ｅ ｅ ｔｏ ｎ
ｇ ｉ ・ｉ ｅ ｔ ｂ ａｎ ｔ ｅ ｉ ｅ ｌｖ ｌ ｅ Ｂ ｔ ｉ ｌｔ ｎ ａ ｄ ｅ ｐ ｒ ｎ ｌ ｒ ｓ ｌｓ ｓ ｏ ｔ ａ Ｆ ｓａ ｄ ｎ ｅｅ ｔ ｎ ｍｅｈ ｄ ｒｄ ｓｄ ｏ ｏ ｔ ｉ ｈ ｄ ａ ａ ｕ ． ｏ ｓｍｕ ａｉ ｎ ｘ ｅ ｉ ｈ ｏ ｍｅ ｔ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｈ ｔ Ｓ Ｓ ｉ ｎ ｉ ｇ ｄ ｔｃｉ ｔ ｏ ａ ｌ ｏ ｃ ｎ ａ ｈ ｅ ｅ ｉｌｎ ｉ ｇ ｐ ｔ ｃｉ ｎ ｑ ｉｋ ｙ ａ ｄ ｐ ｌ ｔ ｎ ｆ ｅ ｔ ｈ ｏ ｅ ｒ ． ａ ｃ ｉ ｖ ｓａ ｄ ｎ ｒ ｅ ｔｏ ｕ ｃ ｌ ｎ ｏｌ ｉ —ｒ ｏ ｔ ｅ ｐ ｗ ｒ ｇ ｄ ｏ ｕｏ ｅ ｉ Ｋｅ ｗｏ ｄ ｉ ａ ｄ ｎ ｒ ｔ ｃｉｎ；ｐ ｏｏ ｏｔ ｉ ｇｉ ・ ｏ ｎ ｃｅ ｙ ｒ ｓ：ｓ ｎ ｉ ｇ ｐ ｏｅ ｔ ｌ ｏ ｈ ｔ ｖ ｌ ｃ Ｔ ｃ ｎ ｅ ｔｄ；ｐ ｗ ｒ ｆ ｃ ｕ ｔ ｎ ａ ｄ ｏ ｅ ｕ ｔａｉ ｌ ｏ
光伏并网发电系统孤岛检测的研究
配
电
网
图 １ 光伏 系统并 网拓扑结构
１ 孤 岛效应产 生的条件
本文以 ７ ｋ 的武汉纺织大学建设部的光伏并网发电项 目为例进行研究 ，系统直接并人 ３０ ０Ｗ ８Ｖ的电网 上 ，在满足本地负载需求的基础上 ，可向电网输送功率。光伏并网系统与本地负载相连 ，通过投闸开关连
贾志 强 ， 罗维 平
（ 武汉纺织大学 机械工 程与 自动化学院，湖北 武汉 ４ ０７ ） ３０３
摘
要 ：孤 岛检测是 光伏发 电系统必需的功能 ，既要快速 的检测 出孤 岛效应，同时也要减少不 良的影响。本 文分
析有 源孤 岛检 测方法和无源孤 岛检测方法 的工作原理 ，论述每种 方法的检 测盲 区，适用范 围以及 对系统电能质量
第２ ４卷 第 ６期
２ １年 １ 月 ０１ ２
武 学
报
Ｖ １ ４ Ｎｏ６ ０２ ＿ ． ．
Ｄｅ ｃ． ２ ０１ １
Ｊ ＵＲＮ Ａ Ｌ ０ ０ Ｆ Ｗ ＵＨ Ａ Ｎ ＴＥＸ ＴＩ Ｕ Ｎ Ｉ ＥＲ ＳＩ ＬＥ Ｖ ＴＹ
光伏并 网发 电系统孤 岛检测 的研究
行。
２ 孤 岛检测 的方 法
孤 岛检测 方法 一般 可分 为 两类 ：无 源检 测方 法翻 和有源 检测 方法 。
２１ 无源检测方法 ．
２１１ 电压／ 电压 、 高频／ 频检 测 ．． 欠 低
・ 通讯作者；罗维平 （ ９７ ） 女 ，副教授 ， １６ 一 ， 研究方 向： 智能控制与太阳能光伏应用
’
图 ２ 光 伏 发 电系 统 并 网 运 行
如图 ２ 所示 ，Ｖ系统并网运行时通常工作在单位功率因数模式， Ｐ Ｐ 即 Ｖ系统输出电流 Ｉ ａ 。 点电压（ 与 电 网电压 ） 同频 同相 。当电网断开后 ， 出现了 Ｐ ｖ系统单独给负载供电的孤岛现象，此时 ， 点电压由 Ｉ ａ 。 和负 载阻抗 ｚ所决定 。由于锁相环的作用 ， 。 ａ Ｉ 与 点电压仅仅在过零点发生同步 ， 在过零点之间 ， 。 Ｉ 跟随系统内 部的参考电流而不会发生突变 ，因此 ，对于非阻性负载 ，ａ点电压的相位将会发生突变 ，从而可以采用相 位突变检测方法来判断孤岛现象是否发生 。相位突变检测ｐ 算法简单 、易于实现。但是如果在负载近似阻 性负载时，由于阀值的限制 ，该方法失效。
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一、孤岛保护的相关基本概念
或
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一、孤岛保护的相关基本概念
IEEE 1547 孤岛检测标准
① 上表适用于额定功率`的发电装置,对额定功率<30kW 的发电装置,电压和频率的范围以及孤岛效应检测时 间都是现场可调的。
② Vn指电网电压幅值的额定值 ③ fn指电网电压频率的额定值。
（2）、被动方法 被动法通过监测（Point of Common Coupling，PCC）节点电压参
数，根据一个或多个参数是否超过阀值，进行孤岛判别。 主要方法：过/欠压，过/欠频检测方法（ over/under voltage protection OVP/UVP ， over/under frequency protection OFP/UFP ），相位跳变方 法（ Phase jump detection ，PJD），电压谐波含量变化孤岛检测方法， 等
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一、孤岛保护的相关基本概念
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孤岛检测
一、孤岛保护的相关基本概念 二、孤岛检测方法 三、孤岛检测性能评价
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二、孤岛检测方法
（1）通信方法 该类方法利用通信手段在电网和DG之间建立联系，将电网开关实时
状态信息传递给DG，进行孤岛判别。 主要方法：电力线载波（ Power line carrier communication ，PLCC） 方法，断路器跳开信号（Signal Produced by Disconnect ，SPD）方法
二、孤岛检测方法
（2）主动孤岛检测方法(滑模频率偏移方法，Slip-mode frequency shift， SMS）
注入扰动 迫使频率不断变化直至越限，进行 孤岛判别 SMD方法检测原理
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二、孤岛检测方法
（2）主动孤岛检测方法(主动频率偏移，Active Frequency Drift ，AFD）
孤岛发生时，频率会不断变化 从而越限来判别孤岛 逆变器注入参考电流为：
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二、孤岛检测方法
（2）主动孤岛检测方法(主动频率偏移，Sandia Frequency Shift ,SFS）
cf是频率变化的正反馈函数，加速 越限
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5.3 微电网孤岛保护
一、孤岛保护的相关基本概念 二、孤岛检测方法 三、孤岛检测性能评价方法 四、反孤岛测试电路
二、孤岛检测方法
（1）被动方法（ 过/欠压，过/欠频检测方法 ）
存在孤岛检测盲区(non-detection Zone,NDZ ) 根据PCC节点电压幅值或频率是否越超过阀值，进行孤岛判别。
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二、孤岛检测方法
（1）被动方法(PJD）
检测逆变器端口电压和电流相位 是否突变来进行孤岛判别
孤岛检测
东北电力大学 钟诚
4/20/2020ຫໍສະໝຸດ 1一、孤岛保护的相关基本概念
4.IEEE 1547 孤岛检测标准
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一、孤岛保护的相关基本概念
1.孤岛效应
孤岛效应是指当电网的部分线路因故障或维修而停电时,停电线路由 所连的并网发电装置继续供电,并连同周围负载构成一个自给供电的 孤岛的现象。
1）从电网传送到DG；2）必须连续载波信 号；3）由于变压器可能对高频信号进行衰 减，PLCC通常采用低频载波信号
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二、孤岛检测方法
（1）通信方法（ SPD方法 ）
微波，电话线，网线，GPRS 等通信手段，与DG进行信息 传输，使DG实时获取电网开 关信息，进行判别孤岛
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两类孤岛：计划孤岛、非计划孤岛
计划孤岛：因电网检修或优化运行要求,电网主动断开DG，而DG继 续向周围负载供电, 提高供电质量和可靠性。
非计划孤岛：由于电网突发故障导致DG被动脱离电网，DG继续维 持向周围负载供电，属于不可以预料的事件
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一、孤岛保护的相关基本概念
2.孤岛效应发生机理及危害
三、孤岛检测方法性能评价
相位跳变方法检测盲区 检测盲区
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三、孤岛检测方法性能评价
相位跳变方法检测盲区 检测盲区
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三、孤岛检测方法性能评价
可以用来评价频率偏移的主动孤岛检测方法
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三、孤岛检测方法性能评价
RLC负载的相位特性
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2）高频特性谐波变化判别方法
当并网状态/离网状态下，PCC节点电压高频特征谐波含量不同。 采用离散小波分析的方法，分析其高频特征含量，根据高频特征谐波含 量的大小进行孤岛判别
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二、孤岛检测方法
（2）主动方法(阻抗测量方法）
并网逆变器输出电流
多逆变器并联时，容易孤 岛检测失败
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检测逆变器端口电压和电流相位 是否突变来进行孤岛判别
NDZ:
根据PCC节点电压幅值或频率 是否越超过阀值，进行孤岛判 别。
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二、孤岛检测方法
（1）被动方法(谐波含量变化检测方法） 分成两种： 1）总谐波含量（total harmonic distortion，THD）变化判别方法；
(1)、当自动开关C 跳开时,DG1与其周 围负载一起形成孤 岛系统
(2)、当熔断丝F断开 时,DG3 其周围负载 一起形成孤岛系统
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一、孤岛保护的相关基本概念
2.孤岛效应发生机理及危害
光伏并网发电系统的功率流向
孤岛发生的充要条件:
（1）DG提供的有功与负载有功功率近似匹配 （2）DG提供的无功功率与负载的无功功率近似匹配
三、孤岛检测方法性能评价
以AFD为例 由AFD引起逆变器相位偏移近似为
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三、孤岛检测方法性能评价
可简化为： 孤岛发生后的稳态频率为：
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三、孤岛检测方法性能评价
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三、孤岛检测方法性能评价
负载阻抗角：
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三、孤岛检测方法性能评价
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一、孤岛保护的相关基本概念
2.孤岛效应发生机理及危害
孤岛效应产生的危害： （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,可能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,可 能损害电网设备,并且干扰电网正常供电的自动或手动恢复； （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
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三、孤岛检测方法性能评价
几乎所用的孤岛检测方法都存在NDZ 根据NDZ的区域大小评价孤岛检测方法
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三、孤岛检测方法性能评价
描述被动孤岛检测方法盲区 RLC阻抗描述：
RLC负载
RLC负载功率：
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三、孤岛检测方法性能评价
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当DG处于并网状态，PCC节电压受电网电压钳制，总谐波含量 （total harmonic distortion， THD ）较小，而一旦孤岛发生，PCC 节点电压的THD将会增大
THD增大原因： 1）DG本身会产生谐波电流。由于负载阻抗高于电网阻抗，离网状态 下，DG谐波电流引起的PCC节点电压畸变将大于并网状态 2）由于线路中的非线性设备影响（如主变压器二次侧的磁滞），将导 致PCC节点THD含量增大
以AFD为例 则无功稳定判据为： 简化为：
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三、孤岛检测方法性能评价
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三、孤岛检测方法性能评价
AFD和SMS 方法的NDZ描述
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（3）、主动方法 主动法通过在DG输出电流中注入主动扰动，当孤岛发生时，迫使
PCC节点电压某个参数或多个参数越限，进行孤岛判别 主要方法：滑模频率偏移方法，主动频率频率偏移方法，SANDY 频率偏 移方法
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二、孤岛检测方法
（1）通信方法（PLCC方法）
载波信号发生器在 电力传输线上的产生一 个低能量的信号，如果 电力传输线断开，则 PLCC信号同时会消失， 根据PLCC信号的有无 进行判别孤岛