防孤岛效应测试

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孤岛检测课件

孤岛检测课件
电压的频率会发生波动,直到新的平衡产 生。稳态频率应使负载相角满足如下关系
n 式中 为电流过零点超前 (或滞后) 电压
过 零 点 的 时 间 间 隔 。 为 AFD的 截 断 系 数 。

, T为电压周期。
10
n 一旦上述公式被满足,系统将达到稳态, 如果在调整中频率超限,则孤岛被检出, 如果没有,则孤岛产生。
25
n 起始角
除了和前一电压周期的频率
有关外,还加上一个修正角,其大小与稳
定工作频率的大小有关:
n 式中 为稳定工作频率的变化值,且
26
n 若稳定工作频率下降, 则因累加的结果逐渐 增加,反之将逐渐减 少,算法流程图如图
所示。
27
n 该方法在实现中需确定“孤岛稳态”的 判定阈值并对 进行整定,设置不
8
n 如图3.2所示。这样在电 网正常时,公共点电压受 电网电压钳制而保持不变, 一旦电网失压。公共点电 压将由本地负载相位特征 曲线决定.公共点电压的 频率会受电流频率的影响 而逐渐偏离原值。最终有 可能超过正常范围而被 ( 过频/欠频)保护检测到。 从而判断出孤岛。
9
n 电网失压后.如果不关闭逆变器.公共点
择较大的扰动信号为基准,
然后对其施加正反馈 。
16
n 如公式所示:
n 其中 为反馈信号。在此方法控制下, 逆变器输出频率变化加快,从而在较短的 时间内超出并网标准的规定,触发保护电
路, 切断电网与逆变器的连接。
17
以容性负载为例
n ①初始扰动信号 为5%:在 的扰动下逆变器输出电 压的频率应增加,但由于容性负载会降低逆变器输出电压
4
n 如图所示, 电网正常工作 情况下,相当于开关Sl、 S2均闭合,电网和光伏发

太阳能逆变器的测试系统详解

太阳能逆变器的测试系统详解

太阳能逆变器的测试系统详解太阳能逆变器测试系统详细描述:1.防孤岛检测装置(手动型)ACLT-2210MRLC各11.1K,总装机容量33.3K,步进幅度0.001K,最大电流分辨率1mA,满足10K逆变器防孤岛保护试验检测需要ACLT-3803MRLC各32.97K,总装机容量98.91K,步进幅度0.01K,最大电流分辨率1mA,满足30K逆变器防孤岛保护试验检测需要ACLT-3820MRLC各66.97K,总装机容量200.91K,步进幅度0.01K,最大电流分辨率1mA,满足60K逆变器防孤岛保护试验检测需要ACLT-3830MRLC各109.97K,总装机容量329.91K,步进幅度0.01K,最大电流分辨率1mA,满足100K逆变器防孤岛保护试验检测需要ACLT-3840MRLC各139.97K,总装机容量419.91K,步进幅度0.01K,最大电流分辨率1mA,满足130K逆变器防孤岛保护试验检测需要ACLT-3860MRLC各209.97K,总装机容量629.91K,步进幅度0.01K,最大电流分辨率1mA,满足200K逆变器防孤岛保护试验检测需要ACLT-3880MRLC各269.97K,总装机容量809.91K,步进幅度0.01K,最大电流分辨率1mA,满足250K逆变器防孤岛保护试验检测需要ACLT-38160MRLC各529.97K,总装机容量1589.91K,步进幅度0.01K,最大电流分辨率1mA,满足500K逆变器防孤岛保护试验检测需要ACLT-38300MRLC各1079.97K,装机容量3239.91K,步进幅度0.01K,最大电流分辨率1mA,满足1000K逆变器防孤岛保护试验检测需要太阳能逆变器测试系统一、太阳能逆变器测试系统关于谐振频率的难点为了模拟孤岛运行环境,需要RLC负载能够精确产生一个稳定的基频频率(50Hz或60Hz),谐振频率公式,L与C一定要均衡,才能达到基频频率。

孤岛现象

孤岛现象

孤岛现象一、概述孤岛现象也称孤岛效应,有时简称孤岛。

比如:防孤岛就是指防止孤岛现象产生的意思。

美国桑迪亚国家实验室(Sandia National Laboratories)提供的报告对孤岛现象描述如下:当电力公司的供电系统因故障事故或停电维修等原因停止工作时,安装在各个用户端的光伏并网发电系统未能及时检测出停电状态而不能迅速将自身切离市电网络,而形成的一个由光伏并网发电系统向周围负载供电的一种电力公司无法掌控的自给供电孤岛现象。

国家电网公司企业标准“Q/GDW480-2010分布式电源接入电网技术规定”对孤岛现象定义如下:孤岛现象islanding电网失压时,电源仍保持对失压电网中的某一部分线路继续供电的状态。

孤岛现象可分为非计划性孤岛现象和计划性孤岛现象。

非计划性孤岛现象unintentional islanding非计划、不受控地发生孤岛现象。

计划性孤岛现象intentional islanding按预先设置的控制策略,有计划地发生孤岛现象。

孤岛效应总是与分布式能源并网联系在一起,因为分布式能源并网的需要,一个电网存在包括分布式电源在内的多个电源。

这样,当电力部门需要维护或检修或其它任何原因需要断电时,其余电源可能还在供电,这样,线路上就会存在电压,给维护带来不便甚至危及维护人员的生命安全。

二、非计划性孤岛现象的危害非计划性孤岛现象发生时,由于系统供电状态未知,将造成以下不利影响:①可能危及电网线路维护人员和用户的生命安全;②干扰电网的正常合闸;③电网不能控制孤岛中的电压和频率,从而损坏配电设备和用户设备。

三、防孤岛技术非计划性孤岛现象是需要防止的。

防止非计划性孤岛现象的发生就称为防孤岛(anti-islanding)。

防孤岛在许多技术文献中也称反孤岛效应。

防孤岛的核心技术是检测电网是否存在。

一般分为被动式检测方法和主动式检测方法。

被动式防孤岛检测方法通过检测并网变流器的输出电压、电流、频率、谐波等的变化来判断电网是否存在,一般无需增加逆变器硬件电路。

并网孤岛效应的检测

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。

反孤岛效应控制方法和标准

反孤岛效应控制方法和标准

反孤岛效应控制方法所谓孤岛现象[1]是指:当电网供电因故障事故或停电维修而跳脱时,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)未能即时检测出停电状态而将自身切离市电网络,而形成由分布电站并网发电系统和周围的负载组成的一个自给供电的孤岛,如图所示:孤岛一旦产生将会危及电网输电线路上维修人员的安全;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;影响传输电能质量,电力孤岛区域的供电电压与频率将不稳定;当电网供电恢复后会造成的相位不同步;单相分布式发电系统会造成系统三相负载欠相供电。

因此对于一个并网系统必须能够进行反孤岛效应检测。

孤岛检测标准电压和频率触发标准根据专用标准IEEE Std.2000-929[2]和UL1741规定,所有的并网逆变器必须具有反孤岛效应的功能,同时这两个标准给出了并网逆变器在电网断电后检测到孤岛现象并将逆变器与电网断开的时间限制,如表1.孤岛分析模型此外,IEEE Std.2000-929还给出一套标准的孤岛测试模型[3]。

具体的反孤岛逆变器测试电路如图2所示,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参数时牵涉到电路的品质因数Q值的选取问题[4],过高的Q值使电路有朝着并保持于谐振频率处工作的趋势。

在使用相位或频率扰动反孤岛检测时,Q值越高,相应的漂移量越小。

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 P929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。

孤岛检测方法孤岛检测方法分为两类:第一类称为被动检测,即通过观察电网的电压、频率以及相位的变化来判断有无孤岛产生。

第二类为主动检测,如频率、相位偏移和输出功率变化测量等。

如果光伏系统供电量与电网负载需求相差较大,在孤岛产生后,负载端的电压及频率会发生较大的变动,此时可以利用被动式的检测方法来检测。

关于并网逆变器孤岛效应保护和低电压穿越的判断依据及功能介绍

关于并网逆变器孤岛效应保护和低电压穿越的判断依据及功能介绍

关于并网逆变器孤岛效应保护和低电压穿越的判断依据及功能介绍一、概述低电压穿越功能是指当电网电压跌落时并网逆变器能够正常并网一段时间,“穿越”这个低电压时间(区域)直到电网恢复正常;孤岛效应保护是指当电网断电时并网逆变器应立即停止并网发电,保护时间不超过0.2秒。

可以看出,孤岛效应保护与低电压穿越是相互矛盾的,两种功能不能同时并存,需要根据电站规模和要求进行选择,一般原则如下:✧对于小型光伏电站,并网逆变器在电网中所占的容量较小,对电网的影响较小,在电网故障时不会对电网的稳定性产生实质性的影响,所以应具备快速监测孤岛且立即断开与电网连接的能力,即此时并网逆变器应选择孤岛效应保护功能。

✧对于大中型光伏电站,并网逆变器在电网中所占的容量较大,对电网的影响较大,在电网故障时不会对电网的稳定性产生实质性的影响,所以应具备一定的低电压穿越能力,即此时并网逆变器应选择低电压穿越功能。

我司大功率并网逆变器同时具有孤岛效应保护与低电压穿越功能,在实际应用时可通过触摸屏菜单设置,也可通过RS485通讯方式由上位机进行远程设置。

二、低电压穿越功能介绍如图1所示,当并网点电压在图中电压轮廓线及以上的区域内时,并网逆变器必须保证不间断并网运行;并网点电压在图中电压轮廓线以下时,并网逆变器立即停止向电网线路送电。

其中T1=1秒,T3=3秒,也就是说,并网逆变器必须具有在电网电压跌至20%额定电压时能够维持并网运行1秒的低电压穿越能力,如电网电压在轮廓线内能够恢复到额定电压的90%时,并网逆变器必须保持并网运行。

图1:大型和中型光伏电站的低电压耐受能力要求为了实现并网逆变器的低电压穿越功能,并网逆变器需要采用新的软件控制算法,软件控制算法需实时监测电网,并判断电网是否发生电压跌落(平衡或者不平衡跌落)。

当CPU发现电网发生电压跌落故障时,立即启动低电压穿越功能,控制输出电流以及输出的功率,当电网电压在图1所示的曲线以内时,逆变器进入低电压穿越阶段;当电网进入电压恢复阶段,此时并网逆变器输出无功功率起到迅速支撑起电网电压的功能。

光伏并网逆变器电子防孤岛保护测试装置及其应用

光伏并网逆变器电子防孤岛保护测试装置及其应用

光伏并网逆变器电子防孤岛保护测试装置及其应用徐在德;范瑞祥;章辉;黄新;李晓龙;刘心悦【摘要】为了提高光伏并网逆变器的防孤岛测试水平、有效地解决传统RLC负载测试条件的限制,提出实时功率匹配的三相四线制背靠背结构电力电子防孤岛保护策略,并研制了30 kW防孤岛保护测试装置,装置输入侧模拟交流电压源实现光伏并网逆变器与测试装置在有功功率、无功功率的高精度匹配,输出侧将从输入侧吸收的有功功率高效逆变反馈给电网.该控制算法采用自适应模糊比例积分(PI)控制.将该装置与传统RLC负载防孤岛测试进行防孤岛性能对比,实验结果证明电力电子防孤岛保护测试装置响应速度快、测试精度高、操作便捷、不受外部环境影响.%In order to improve the anti-islanding level of photovoltaic grid-connected inverter and solve the limitation of traditional RLC load test conditions effectively,a strategy for three-phase four-wire back-to-back electronic antiislanding protection is proposed with real-time power matching,and a 30 kW electronic anti-islanding protection test device is developed.The input side of the device simulates AC voltage source to realize high accuracy matching of active power and reactive power between photovoltaic grid-connected inverter and the test device.The output side of the device feedbacks the active power absorbed from the input side to the power grid efficiently.Adaptive fuzzy PI control is used in the control pared with the traditional RLC load anti-islanding test,experimental results show that the designed electronic anti-islanding protection test device has the advantages of fast response,hightest precision,convenient operation,and is not affected by the external environment.【期刊名称】《电力自动化设备》【年(卷),期】2018(038)004【总页数】6页(P139-144)【关键词】光伏并网逆变器;电子防孤岛保护;三相四线制;逆变器;RLC负载【作者】徐在德;范瑞祥;章辉;黄新;李晓龙;刘心悦【作者单位】国网江西省电力公司电力科学研究院,江西南昌330096;国网江西省电力公司电力科学研究院,江西南昌330096;江苏同芯电气科技有限公司,江苏南京210000;国网江西省电力公司宜春供电分公司,江西宜春336000;国网山东省电力公司济宁供电分公司,山东济宁272000;兰州理工大学电气工程与信息工程学院,甘肃兰州730050【正文语种】中文【中图分类】TM4640 引言近年来,分布式新能源发电凭借其经济性和有效性一直保持着持续增长的态势,其接入配电网也给电网带来了一系列的难题,其中孤岛是目前研究最广泛的课题之一。

国电宁夏平罗光伏电站预防孤岛效应的研究

国电宁夏平罗光伏电站预防孤岛效应的研究
LIZh —qi g l an
( ig i E etcP w r eerhIs tt, icu nN nxa7 0 1 , hn ) N n x l r o e sac ntue Yn h . igi 50 C ia a ci R i a 1
Ab t a t Usn sr c : i gRLC le n tngc re t o dt s o psmu a e ur e itv a ,nd c iel a a tr a i u r n a e t o i l tsp er ssi el d i u tv d l l o o
关 键词 : 先 伏 电站 ; 孤 岛效应 ; 逆 变 器 ; 谐振
中图分 类号 :T 1 M6 5 文 献标 志码 : B 文章 编号 : 1 7 — 6 3 2 1 )6 0 0 — 3 6 2 3 4 (0 0 0 — 0 4 0
St dy o p e e i n sa di fe t u n r v nto il n ng e c i n xi ng u o a o o o t i we a n Ni g a Pi l o S l r Ph t v la c Po r Pl nt
1 孤 岛效 应 简介
所 谓 “ 岛效 应 ”iadn)是指 电网失 压 时 孤 ( l ig , sn
电状 态而 将 自身 切离 市 电 网络 ,由太 阳能并 网发 电系 统 和周 围 的负载 形 成 了一个 电力 公 司无法 掌
握 的 自给供 电孤 岛 。
光伏系统仍保持对失压 电网中的某一部分线路继 续供 电的状态【 1 1 。根据美国 Sn i国家实验(a— ad a Sn
p we nd smu ae a iu we o d e e t he p oe t n f n t n o n e tr pr v n i g o r a i lt s v ro s po r la ,d t cs t r t ci u c i f i v re e e tn o o iln ng e fc .Co a ai ey a a y e h wo k n fd tc in meho ewe n a tv n sa di fe t mp r tv l n lz s t e t i dso e e to t ds b t e ci e a d p si e p e e t n il n i g e fc ,p t o wa d t e r a o b e prt c in s h me fp e e t n a sv r v n i sa o e to c e so r v n i o e o il n i fe t o a ePo rNi g i n l oS lrP o o o ti we a t sa d nge c r t we n x aPi gu o a h tv l cPo r n . f St a Pl Ke r : s lr ywo ds oa po r l n ;sa d n fe t i e t rr s n n e PV we a til n i ge f c ;nv re ;e o a c p
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防孤岛效应测试
原稿提供:深圳市菊水皇家科技有限公司
作者:谢卫鹏2011-11-22
根据2009年8月3日北京鉴衡认证中心公布的CGC/GF001︰2009《并网光伏发电专用逆变器技术要求和实验方法》。

IECG2006《光伏并网系统用逆变器防孤岛测试方法》的相关要求,并网逆变器产品必须严格进行出厂试验和型式试验。

根据IEEE1547和UL1741的相关规定。

光伏并网逆变器必须具有防孤岛效应自动保护功能。

PV-RLC防孤岛测试负载根据国家新能源光伏并网逆变器防孤岛保护试验的相关测试要求专门研发的一款测试设备。

PV-RLC防孤岛测试负载满足:中国的《孤岛防护国家标准草案》、IEEE 1547.1-2005《带电力系统的设备互连配电资源的合格试验程序》、VDE0126-1-1《德国标准-发电机和公共低压网之间的自动开关设备》、IEC 62116-2008《并网连接式光伏逆变器孤岛防护措施测试方法》、AS_4777.3-2005《能源系统通过逆变器并网第3部分电网保护要求》中文版、G83-1-1英国认证标准、UL1741-2010美国认证标准、DK5940意大利认证标准,同时满足中国金太阳认证的标准。

中国金太阳认证的标准CGC/GF001:2010《并网光伏发电专用逆变器技术要求和试验方法》要求。

防孤岛效应保护方案和被动式防孤岛保护方案。

防孤岛效应保护试验:
验中负载消耗的有功功率、无功功率与额定值的偏差百分比(%)
图1 防孤岛效应保护试验平台
图1给出了防孤岛效应保护试验平台,K1为被测逆变器的网侧分离开关,K2为被测逆变器的负载分离开关。

负载采用可变RLC谐振电路,谐振频率为被测逆变器的额定频率(50/60Hz),其消耗的有功功率与被测逆变器输出的有功功率相当。

试验应在表5规定的条件下进行。

注:由于电网从逆变器吸收有功功率和无功功率的不确定性,该项试验使用实际电网比模拟电网更具有说服力。

表1 防孤岛效应保护的试验条件
试验步骤如下:
a)闭合K1,断开K2,启动逆变器。

通过调节直流输入源,使逆变器的输出功率PEUT等于额定交流输出功率,并测量逆变器输出的无功功率QEUT;
b)使逆变器停机,断开K1;
c)通过以下步骤调节RLC电路使得Qf=1.0±0.05;①RLC电路消耗的感性无功满足关系式:QL=Qf*PEUT=1.0*PEUT;②接入电感L,使其消耗的无功等于QL;③并入电容C,使其消耗的容性无功满足关系式:QC+QL=- QEUT;④最后并入电阻R,使其消耗的有功等于PEUT。

d)闭合K2接入RLC电路,闭合K1,启动逆变器,确认其输出功率符合步骤a)的规定。

调节R、L、C,直到流过K1的基频电流小于稳态时逆变器额定输出电流的1%;
e)断开K1,记录K1断开至逆变器输出电流下降并维持在额定输出电流的1%以下之间的时间;
f)调节有功负载(电阻R)和任一无功负载(L或C)以获得表6中阴影部分参数表示的负载不匹配状况;表6中的参数表示的是偏差的百分比,符号表示的是图2中流经开关K1的有功功率流和无功功率流的方向,正号表示功率流从逆变器到电网;每次调节后,都应记录K1断开至逆变器输出电流下降并维持在额定输出电流的1%以下之间的时间;若记录的时间有任何一项超过步骤e)中记录的时间,则表6中非阴影部分参数也应进行试验;
g)对于试验条件B和C,调节任一无功负载(L或C),使之按表7的规定每次变化1%。

表7中的参数表示的是图2中流经开关K1的无功功率流的方向,正号表示功率流从逆变器到电网;每次调节后,记录K1断开至逆变器输出电流下降并维持在额定输出电流的1%以下之间的时间;若记录的时间呈持续上升趋势,则应继续以1%的增量扩大调节范围,直至记录的时间呈下降趋势。

h)以上步骤中记录的时间都应符合5.5.1.3的规定,否则即判定试验不通过。

表2 试验条件A情况下的负载不匹配状况
表3试验条件B和试验条件C情况下的负载不匹配状况。

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