光伏并网逆变器的孤岛检测技术

孤岛检测

负载谐振频率fo与形成孤岛后系统频率fis的函数关系：
式中：为逆变器输出电流相位角；为本地负载品质因数。将过/欠频保护装置的动作频(50±0.5 Hz)及式(2)带入式(6)即可得出基于负载品质因数与谐振频率坐标系的AFD检测盲区图，如图2所示。图2中两同一线型的曲线所包含的区域为孤岛检测盲区。同样由式(5)及式(6)可得出 AFDPF检测盲区图，如图3所示。
AFD与AFDPF工作原理
主动移频法通过偏移公共点处电压的频率作为逆变器输出电流的参考频率来进行孤岛检测，该偏移量为固定值。图1给出了并网逆变器输出参考电流及公共点电压波形。当输出电流变为零时将保持一段时间直至下半个周期开始。将截断系数定义为电流过零点超前(或滞后)电压过零点的时间间隔与电压周期一半的比值。在忽略谐波情况下，AFD逆变器输出电流可表示为其中逆变器输出电流相角为
因此逆变器电流等效相角为
由式(16)可以看出，虽然两逆变器因频率检测误差而产生的扰动相互抵消，但初始截断系数仍然存在，依然可以触发频率正反馈，孤岛检测效果不受影响。
采用被动式孤岛检测的逆变器与本地负载等效在一起后品质因数增大，而谐振频率不变。若其中只有1台逆变器采用主动孤岛检测，其孤岛盲区分析仍可采用基于Qf与fo坐标系下的盲区空间理论。但区别是负载的品质因数升高，新的孤岛检测盲区可将以前的盲区空间图(如图2、图3)相应平行左移。
例如对于1台采用AFDPF方法的逆变器，其设计的孤岛有效性为，与1台采用纯被动检测方式的逆变器并联。若采用纯被动孤岛检测方式的逆变器为本地负载提供60%的有功，与本地负载等效在一起后的负载品质因数变为原来的2.5倍。在此工况下，该AFDPF逆变器只能对品质因数的本地负载能有效检测出孤岛。

光伏并网发电系统孤岛检符测技术的综述

光伏并网发电系统孤岛检符测技术的综述作者：陈江艳来源：《消费电子·理论版》2013年第01期摘要：太阳能越来越多的受到广大人们的热爱和喜欢，它作为一种新的能源系统，正在影响着传统能源系统。

本文通过对光伏并网发电系统孤岛检测技术，分析和介绍了光伏并网发电系统对孤岛效应可能发生的现象进行了阐述，并提出防止孤岛效应的措施以及光伏并网发电系统对电网的影响。

关键词：光伏并网发电系统；检测；孤岛效应中图分类号：TM615 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 02-0060-01一、光伏并网发电系统孤岛监测的概念光伏并网发电技术除了对平常的电压、电流和频率进行保护监测外，对孤岛效应也要采取一定的故障保护措施。

并网发电系统因电力公司停电检修或者因故障而跳闸，没有及时的对停电状态检测出来的时候，形成了由当地负载和并网发电系统组成的没有办法掌握的自给供电孤岛。

此成为光伏并网发电系统的孤岛效应。

它主要包括几个主要方面的危害：对配电系统的保护开关动程序的危害、对电力维修工作人员生命安全的危害、对用电设备的危害、对光伏负载、供电系统危害、对系统三相负载的欠相供电的危害等等。

为了能够及时的检测出孤岛效应带来的危害，就必须建立一个安全可靠的并网逆变的系统。

在实际工程中，孤岛检测方法必须要有一项新的检测方法，能够对电能质量和孤岛效应做出最有效地检测。

二、光伏并网发电系统孤岛效应的相关标准以及检测方法（一）关顾并网发电系统孤岛效应的检测方法探析我国对在光伏并网发电系统的技术里对孤岛效应有着明确的防犯要求。

电网与光伏并网发电运行同步时，光伏并网的频率允许偏差值在0.5HZ，电网额定功率在50HZ，超出频率范围时，要早0.2S内动作，断开电网和光伏系统的连接。

在国际上对于孤岛效应也有一定的标准，即在UL174和IEEEStd.2000.929中有详细的标准，对于光伏并网发电系统的并网逆变器检测到的孤岛效应时，要及时与电网断开。

并网孤岛效应的检测

摘要：介绍孤岛产生原理及其带来的不利影响，简要分析传统的被动式和主动式孤岛检测方法。

针对在孤岛检测中采用的各种策略，进行了比较分析，提出功率扰动方法，并进行了实验验证。

实验结果表明，采用该算法的光伏逆变器满足IEEE Std. 2000-929标准，并验证了提出的孤岛检测方法的有效性。

关键词：光伏系统；孤岛检测；过/欠电压；并网逆变器1前言光伏发电技术已经成为全球增长速度最快的高新技术产业之一。

光伏并网系统通过逆变器直接将直流电变换成交流电送至电网，需要有各种完善的保护措施。

除了通常的电流、电压和频率监测保护外，还需要考虑一种特殊的故障状态，即孤岛效应。

所谓孤岛，具体到光伏并网逆变系统的情况，可以作如下定义：电网由于电气故障、人为或者自然等原因中断供电时，光伏并网系统未能及时检测出停电状态并脱离电网，使该系统和周围的负载组成一个不受电力公司掌控的自给供电孤岛的情况。

太阳能并网系统处于孤岛运行状态时会产生如下严重后果：1）导致孤岛区域的供电电压和频率不稳定；2）影响配电系统的保护开关动作程序；3）光伏并网系统在孤岛状态下单相供电，引起本地三相负载的欠相供电问题；4）电网恢复供电时由于相位不同步导致的冲击电流可能损坏并网逆变器；5）可能导致电网维护人员在认为已断电时接触孤岛供电线路，引起触电危险。

由此可见，研究孤岛检测方法和保护措施，对将孤岛产生的危害降至最低具有十分重要的现实。

在实际工程中，由于主动式孤岛检测会引入一些功率扰动量，使得系统输出电能质量下降。

为了保证电能质量，本文重点提出一种新的孤岛检测方法，具有快速有效的孤岛检测和对电能质量无影响等特点。

2光伏发电系统孤岛检测方法2.1光伏发电系统孤岛检测基本原理孤岛检测方法一般可以分为被动式（无源）和主动式（有源）两类。

主动式方法有过/欠/压检测、高/低频检测、相位突变检测和电压谐波检测三种检测方法。

而被动式检测法通过观测其电网节点的电压，频率以及相位的变化来判断有无孤岛效应的发生。

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２４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 — Ｐ１ｄ０ａ（）４
发电系统最大功率跟踪的有功功率。对传统的针ＰＭＶ孤岛检测方法［Ｃ７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。＝＝Ｉｓｎａｒ＋）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
Ｆｉ１Ｓｒｃｕｅｏｆｉｌｎｄｐｈｅｍｅａａｎｌｓｓｇ．ｔｕｔｒｓａｎｏｎａｙｉ

电气工程及其自动化专业论文光伏并网发电系统的孤岛检测研究

……………………. ………………. …………………xxxx 大学毕业论文光伏并网发电系统的孤岛检测研究院部机械与电子工程学院专业班级电气工程及其自动化5班届次 2015 届学生姓名 xxxxxx学号 xxxxxxxx指导教师 xxxx 副教授二О一五年六月一日装订线 ……………….……. …………. …………. ………目录摘要 (I)Abstract (II)引言 (1)1.绪论 (2)1.1 太阳能利用现状 (2)1.2 太阳能光伏发电 (3)1.3 太阳能光伏发电系统的组成器件 (3)2.孤岛检测 (4)2.1 孤岛效应的定义 (4)2.2 孤岛效应特性分析 (4)2.3 现有的孤岛检测方法 (6)3.主动移频式孤岛检测法 (8)3.1 主动移频式孤岛检测的原理 (9)3.2 主动移频式孤岛检测的参数设计 (9)3.3 仿真实验 (10)4.结论 (17)参考文献 (18)致谢 (19)ContentsAbstract (II)Foreword (1)1.Introduction (2)1.1 Solar Energy Utilization (2)1.2 Solar PV (3)1.3 Components of Solar Photovoltaic Power Generation System (3)2.Island Detection (4)2.1 Definition of Island Effect (4)2.2 Analysis of Island Effect Characteristics (4)2.3 Existing Island Detection Methods (6)3. Active Frequency Shift Island Detection Method (8)3.1 Principle of Active Frequency Shift Island Detection (9)3.2 Parameter Design of Active Frequency Shift Island Detection (9)3.3 Simulation Experiment (10)4. Conclusions (17)Reference (18)Acknowledgement (19)光伏并网发电系统的孤岛检测研究xxxxxx（山东农业大学机械与电子工程学院泰安271018）摘要当今社会的经济发展越来越迅速，对于电能的需求量极为庞大，火力发电在目前仍然占据这主要的地位。

光伏并网逆变器孤岛检测技术研究

中图分类号：Ｍ１Ｔ６５文献标识码：Ａ文章编号：６２４８（０７０ — ０７０１７ — ９４２０）０６ — ４４
Ｒｅｅｃｏｉｌｓａｒｈｎｓａｎｄｎｇｄｅｅｔｏｆｐｔｖｌａｃｒｄ－ｏｅｔｄｎｖｒｅｓｉｔｃｉｎｏｒｈｏｏｏｔｉｇｉｃｎｎｃｅｉｅｔｒ
ｄｔｔｎｍｔｏａｒｐｓｄｂｎｇｔｇｔｈｓｕｐｄｔｔｎＴｅｔｅｒｔａａａｙｉａｄｍｅｆｒｔｅｃｏｅｄｗｓｐｏｅｙｉｔｒｎｅｐａｅｊｍｅｃｏ．ｈｏｅｉｎｌｓｎｏｌｏｅｅｉｈｏｅａｉｈｅｉｈｃｌｓｄｈ
（）３与光伏发电系统相连的线路仍然带电，对检
维普资讯
第３３卷第４期
２００７年７月
中国测试技术
ＣＩＡＭＥＳＲＭＥＴＴＣＮＯＹＨＮＡＵＥＮＥＨＯＬＧ
Ｖｏ－３Ｎｏ４ｌ３．Ｊｌ．０７ｕｙ２０
光伏并网逆变器孤岛检测技术研究
电系统过载运行，易被烧毁；
术。太阳能作为可再生能源之一，在近些年来引起了世界各国政府和能源专家的１３益重视。在国内，电能紧缺已经是一个非常严峻的问题，光伏并网发电有
望在未来缓解这一紧张的局面。当越来越多的光伏发电系统并接到电网上时，
ｄｔｃｏｅｅｔｎｉ
１引言
能源紧缺，环境恶化是１趋严重的全球性问题。３人类为追求可持续发展，正积极发展可再生能源技

光伏并网系统的孤岛效应检测技术

Ｖ０．３ＮＯ１１１．１ＮＯ０ｌＶ２０
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
ＯＩＹｕｕｎＺＡ０ｘａ，ＨＡＮＧＤａｒｎｉｕ
（ｉｕｎＵｎｖｒｉ，ｈｎｄ１０５ＣｉａＳｃａｉｅｓｙＣｅｇｕ６６，ｈｎ）ｈｔ０
Ａｂｓｒｃ：Ｔｈｉｐｒａａｙｅｈｅｐｉｃｐｌｌｎｄｎａｅｎｔｅｓｒｔｒｅｇｉｃｎｅｔｄｐｏｏｏｔｉｔａｔｓｐａｅｎｌｓｓｔｒｎｉｅｏｆｉａｉｇｂｓｄｏｈｔｕｃｕｅｏｆｔｒｄ－ｏｎｃｅｈｔｖｌａｃｓｈｓｔｍ，ａｄｃｙｓｅｎｏｍｐａｅｎｕｍｍａｉｅｓｔｎｔ—ｓａｎｇｓｒｔｇｅｏｐｒｖｅｔｕｎｅｉａｓａｉｒｓａｄｓｒｚｈｅａｉｉｌｎｄｉｔａｅｉｓｔｅｎｎｉｔｎｔｏｎｌｉｌｎｄｎｇ．Ｔｈｅｃｎｓｄｅａｉｎｓｏｎｔｏｅｓｉｔｕｒｈｒｒｓａｃｈｅａｔ—ｓａｎｇｓｒｔｇｉｓａｅａｓｓｕｓｅｏｉｒｔｏｈｅｐｒｂｌｍｎｈｅｆｔｅｅｅｒｈｏｆｔｎｉｉｌｎｄｉｔａｅｅｒｌｏｄｉｃｓｄ．Ｋｅｙｗｏｒ：ＧｒｄｃｎｃｅＰｈｔｖｏｔｉｙｓｅ；ｓａｄｉ；ｔｃｉｎＳｒｔｇｄｓｉ — ｏｎｅｔｄｏｏｌａｃＳｔｍＩｌｎｎｇＤｅｅｔｏｔａｅｙ

孤岛检测知识部分文档

孤岛检测知识部分文档1、IEEE孤岛检测标准国际通行的光伏系统入网标准IEEE Std.2000-929以及分布式电站入网标准IEEE1547，都对并网逆变器孤岛检测功能做出了要求。

两种异常（公共点的频率和电压）2000-929规定当公共点的频率在59.3~60.5（美国60hz工频）之外时，并网逆变器在6个周期内停止供电；在公共点电压异常下逆变器停止供电时间标准如表：2、户用光伏系统国际检测标准对比：美国、英国、中国我国的光伏系统并网技术要求（GB/T 19939-2005)规定光伏系统并网后的频率允许偏差值为正负0.5Hz，一旦超过，则应在0.2s内动作，即与电网断开。

电压异常见下表。

同时还规定，在电网的电压和频率恢复到正常范围后的20s~5min，光伏系统不应向电网送电。

北美标准至少延迟5min，德国标准延迟20s。

3、检测通用电路和流程检测电路：2000-929标准给出了一套标准的检测方法。

测试电路主要由电网、rlc负载和并网逆变器以及电网隔离开关组成。

检测点在电网隔离开关和负载开关之间。

其中在选择RLC 参数时牵涉到电路品质因数Q值的选取问题，因为高Q值使电路有朝着并保持于谐振频率处工作的趋势。

在使用频率扰动反孤岛检测时，Q值越高，频率漂移的困难越大。

因此在进行反孤岛测试时，太小或太大的Q，值都是不实际和不可取的。

IEEE Std 929工作组成员和十几位电网工程师经过讨论认为选取Q=2．5符合电网的实际情况。

下图为基于逆变器的孤岛效应RLC型测试电路图，当电网隔离开关断开时，发电系统处于孤岛状态。

各国采用的测试电路都不尽相同，比如日本就采用电容补偿的单相感应电机带大惯性负载（某种程度与RLC负载等效）。

而欧盟的ENS标准则采用0.5欧的电阻切投，测试对阻抗变化的敏感程度。

为统一标准，在2003.11制定的草案上规定用rlc并联谐振电路，但降低了要求，品质因数只取0.65。

由于该草案还未成为正式标准，一般我们还是取品质因数为2.5，检测出孤岛并作出保护。