孤岛检测精品PPT课件
光伏并网发电系统中的孤岛检测
光伏并网发电系统中的孤岛检测光伏系统孤岛检测并网发电检测盲区1引言面对世界性的能源短缺的现实状况及能源的可持续发展对当今社会的突出影响，光伏并网发电作为新型环保方式之一，越来越受人们的重视，而孤岛效应是光伏并网发电系统中普遍存在的一个问题。
所谓孤岛效应是指当电网由于电气故障、误操作或自然因素等原因中断供电时，各个用户端的太阳能发电系统未能及时检测出停电状态将自身脱离电网，则太阳能发电系统和负载形成一个公共电网系统无法控制的自给供电孤岛。
光伏并网发电系统处于孤岛运行状态时会产生严重的后果：(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。
所以，当电网停电后，必须立刻中止系统对电网的供电，防止孤岛效应的发生。
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。
2孤岛效应的检测标准孤岛现象的巨大危害使得并网发电系统必须要具备反孤岛的功能，IEEE Std. 929-2000规定了相应的反孤岛检测标准，它给出了并网逆变器在电网断电后检测到孤岛现象并使并网逆变器与电网断开的时间限制。
相应的我们国家也根据IEEE的相关标准制定了我国的检测标准，GB/T 15945-2008规定电力系统正常运行条件下频率偏差限值为±0.2Hz，当系统容量较小时，偏差限值可以放宽至±0.5Hz。
GB/T 19939-2005规定并网后的频率偏差值若超过±0.5Hz范围时过/欠频保护应在0.2s内动作，使并网系统与电网断开，相应的系统对检测到异常电压时所做出的反应时间如附表所示，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，并网系统不影响电网送电。
太阳能光伏发电系统原理与应用技术第9章孤岛检测技术课件
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9.1.2 孤岛效应发生的机理
光伏并网系统与本地负载相连，通过投闸开关连接到配电 网上，如图9-1所示，当电网停电或其他原因导致投闸开关断开 时，光伏并网发电系统完全有可能与其周围本地负载一起形成孤 岛。 1．孤岛效应产生的主要原因 孤岛效应产生的主要原因有以下几个方面：
1）公共电网检测到故障，导致网侧投闸开关跳开，但是并网发 电装置或者保护装置没有检测到故障而继续运行。 2）由于电网设备故障而导致正常供电的意外中断。 3）电网维修造成的供电中断。 4）工作人员的误操作或蓄意破坏。 5）自然灾害（风、雨、雷电等）。
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9.3 被动式孤岛检测法
9.3.1 过/欠电压和高/低频率检测法
1．检测原理
对于图9-2，电网正常（开关S1闭合）时，逆变电源输出功
率为P+jQ，。
•此时，公共耦合点a的电压幅值和频率由电网决定，OVP/UVP、 OFP/UFP不会动作，即不会干扰系统正常运行。
•如果 P≠0，逆变器输出有功功率与负载有功功率不匹配，则 公共耦合点电压将发生变化；
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判断孤岛发生标准 通过检测光伏发电系统与主电网公共耦合点（PCC）
的电压幅值U或频率f，如果电压U或频率f超出并网发电系
统标准所规定的正常范围，则并网逆变器停止运行。并网
发电系统标准规定，正常工作时主电网电压U和频率f的正
常范围为：
88%U0≤U ≤ 110%U0 (193.6V~242V) f0-0.5≤f≤ f0+0.5 其中，U0和f0分别为主电网的标准电压幅值和标准频率
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9.1.1 孤岛效应的定义
所谓的“孤岛”是指电力系统的一部分（含负载和正 在运行的发电设备）与其余部分隔离，能独立供电运行的一种 状态。
微电网孤岛检测理论及方法研究
２ ０ １ ７ 年 第１ 期ｌ 科技创 新与应 用
微 电网孤 岛检 测理论 及 方法研 究
张 继 红பைடு நூலகம் 吉 醅
（ １ 、 内蒙古科技 大学， 内蒙古 包头 ０ １ ４ ０ ３ ０ ２ 、 包头供 电局 ， 内蒙古 包头 ０ １ ４ ０ ３ ０ ） 摘 要： 微 电网孤 岛检测的方法， 一般情况下可分为三类 ： 主动检测方法、 被动检测方法和开关状 态检测方法。 其中主动式频率偏 移 孤 岛效应 检 测 法作 为一 种相 对 较 为成 熟 的技 术 ， 兼 有检 测 效 率 高 、 灵 敏度 高、 实现 简单 的优 点 。 但是 此技 术也 具 有相 应 的弊 端 ， 系统的品质 因数较高时， 主动频率偏移检测法会产生一些延迟， 这将不利于孤 岛检测 ， 导致检测失败。针对传统主动频率偏移法 的缺点， 对扰动波形 实行进一步的优化 ， 研发 了一种新型的检测方法。 与传统的检测法方法相 比， 采取新方法进行孤 岛检测 时， 产
生的 总谐 波 失 真量 减 小 了 ， 而且检 测 速度 提 高 ， 改 善 了检 测盲 区。 关键 词 ： 微 电网； 孤 岛检 测 ； 主 动频 率 偏移 法
１概述 ４ 孤 岛检 测方 法 在 全球 气 候 变暖 和 环境 污 染严 重 的问 题之 下 ， 世 界 各 国 将研 究 微 电 网孤 岛 检 测 的方 法 ， 一 般 情 况 下 可 分 为三 类 ： 主 动 检 测方 的 重 点投 向风 能 、 太 阳能 等 等 这些 新 能 源 的领 域 ， 进 而 实 现 节能 减 法 、 被 动检 测 方法 和 开关 状 态检 测方 法 【 ５ ） 。 其 中应 用 最广 泛 的方 法是 排、 绿 色可 持续 发 展 的道 路 。微 电 网技 术 地 提 出 能够 很 好 地顺 应 我 主 动检 测 法 中 的频率 偏 移检 测 法 （ Ａ Ｆ Ｄ） 。 由于传 统 的 Ａ Ｆ Ｄ法 存 在着 国的基本国情 ， 是近几年发展起来的比较新型的电网模式＿ １ Ｊ 。 检 测盲 区 ， 所 以 为了 降低 检 测 盲 区 的存在 以及 扰 动对 电 能质 量 的危 本 文 主要 针 对微 电网孤 岛检 测理 论 及 方 法进 行 研究 ， 面 对着 地 害 ， 也 为 了 降低 由负 载性 质 导 致 的 孤 岛检 测 失 败 ， 提 出了 带 判 断 负 球 资源 的 日趋 浪 费 、 枯竭 ， 顺 应 了国 家 的可 持 续 发展 道 路 ， 提 出 了分 载 性 质 的正 反馈 频 率偏 移检 测 法 。 布 式 发 电技 术 中 的新 型 孤 岛检 测 方 法 以顺 应 国 家发 展 新 能 源 的政 图１ 所 描述 的是 判 断负 载并 施 加 正 反馈 改 进 Ａ Ｆ Ｄ微 电网 孤 岛 策。 检测方法流程图， 从上图可 以看出 ， 首先给系统施加一定的扰动， 当 ２ 微 电 网的 定义 及优 势 投 入扰 动 ，观 察 注入 的 电网 电流 以及正 常 的 电 网 电压 频 率 的 多少 ， 微 电 网它 也 叫 为微 网 ， 它通 常 由分 布 式 电 源 、 储能装置 、 负荷 、 通 过 大小 的 比较 进 而决 定 以下 的流 程走 向 。 能量 转 换 装置 等 组成 的一 种规 模不 大 的新 型 供 配 电系统 。 它 可 以不 带 判 断 负 载 性 质 的 正反 馈 频 率偏 移 法 有 效 的把 孤 岛 检测 的被 此 种 方法 主要 是 利用 控 制并 网逆变 器从 借助 外 力 实现 自我控 制 、 自我保 护 、 自我 管 理 的一 种 自治 系统 ， 微 电 动 法 和主 动法 有 效 的结 合 。 网不仅能够和大电网配合使用 ， 也能够 自己独 自工作［ ２ １ 。 而 达 到控 制 系统 的输 出扰动 实 现 系统 的孤 岛检 测 。 换 句 话 即是 在改 同集中式大电网相 比较 ， 微电网系统主要利用是 “ 自发 自用 、 余 进 的频 率 偏移 法 的一 种 新算 法 。他 的主 要 工作 原 理 即是 ： 首 先 利用 量上 网 、 电 网调剂 ” 的有 运 行机 制 。 它与 负 荷侧 接 近 ， 这 就 在很 大 程 数 据采 集 模块 然 后对 公 共连 接 点 的 电压 进行 采 集 ， 此 后通 过 锁 相环 度上 减 少 了远 程 输送 的费用 并 且 降低 了在 传输 过 程 中的线 路 损耗 ， 的作 用 来 得 到 电压 的具 体相 位 和频 率 。 在 此 种孤 岛 检测 的 方法 中首 不仅 如 此 还节 约 了 电力 的投 资及 运 行 成本 『 引 。 先 建模 ， 然 后对 新 算法 改 写 ， 这 在其 中有 ： 过／ 欠 电压 、 过／ 欠 频 率 和带 ３ 微 电 网的孤 岛效应 判 断 负 载性 质 的正 反 馈 主 动 频 率 偏移 法 ； Ｐ ＷＭ 驱 动 模块 的作 用 主 近几年 ， 孤 岛成 为 了 电力 系统 研 究 界 的新 宠儿 ， 即使 提 出微 电 要 能够 产 生 Ｐ ＷＭ波 动 ，用 来 通过 改 变 电力 电子 器件 来实 现 电 流 的 网技 术 ， 但 是 孤 岛依然 是 问 题 的核 心 。伴 随 着 分 布式 发 电 和微 电 网 改变。 在 此 系统 中 ， 将 会投 入 突变 量 的扰 动 ， 此 突变量 扰 动 的 目的 即 在技 术 方 面越 来 越成 熟 ， 孤 岛运 行 越来 越 成 为 研究 学 者 感 兴趣 的课 为通 过 基 波分 量用 来 产 生 出一 定 的偏 移 相角 ， 并 且 没 有大 的扰 动来 题。 对 系统 进 行干 扰 。 当系 统工 作 在并 网运 行 中时 ， 公 共 连接 点 因 为在 由分 布 式 电 源 和微 电网 组 成 的 系统 当 出现 系 统 故 障 或 者 是 系 大电网的作用下 ， 即使存在着多种的电流扰动也不可能使公共 连接 统检 修 而跳 闸时 ，每 个独 立 的 分 布式 电源 没能 很 快 的感 应 到 停 电 ， 点 的 电压 发 生 改 变 ， 因此 逆 变 器与 大 电 网的频 率 保 持 同步 ， 输 出 的 从 主 系统 中脱 离 出来形 成 一 个 通 过 分 布 式 电 源持 续 的给 周 围负 荷 电 流 和 电 网 的电 压 也会 存 在 相 同 的相 位 。若 是 系统 突然 出现 故 障 供 电 的这样 一 个 孤 岛 。孤 岛运 行它 又 被 叫做 孤 岛效 应 ， 它是 从 主 系 时 ， 此 时负 载 的阻 抗 与并 网 逆变 器 的输 出 电流将 会 对逆 变 器 的输 出 统 中脱 离 出来 的某 部 分配 电网 络 。 通 过一 个 或几 个 分 布式 电 源单 独 电压 、 频 率 造成 影 响 。 利 用 此种 检 测方 法 ， 它通 常 会对 邻 近 的两个 周 供电， 以系 统 固定 的 电压 频 率 持续 工作 。孤 岛 它 主要 包 含 分 布式 电 期进 行 比较 ， 同时 观察 注 入 的 电 网电 流 以及 正 常 的电 网 电压频 率 的 源、 负荷 、 独 立 的有 源 配 电 网 。 多少 ， 从 而 对系 统 所带 的负 载 的性 质 进行 判 断 。最后 利 用 上述 确 定 的负载性质对扰动信号实施正反馈的作用。 此种检测方法能够很好 地减 少 了 由负 载性 质对 系统 造 成 的影 响 ， 同时这 在 一定 程 度上 提 高 了 电能 的 质量 ， 符 合用 电的 安全 可靠 性 ， 实现 了用 户 对 用 电 的需求 ， 关 键 的 一点 还 减少 了孤 岛检 测所 需要 的时 间 。
光伏并网发电系统孤岛检测技术74
光伏并网发电系统孤岛检测技术摘要：本文介绍了光伏并网发电系统中的孤岛效应以及影响，分析出出现孤岛现象发生的原因，并对孤岛检测方法（主动检测法、被动检测法）进行详细的介绍，并提出了结合两种检测方法的一种方案。
关键词：并网发电；孤岛检测引言随着新能源的不断开发和利用，未来将出现更多的由可再生能源组成的分布式供电系统。
分布式供电系统的一个共同特点是，需要通过逆变器将直流电变换成交流电再送到电网上。
正常情况下，这些逆变系统并联在电网上向电网输送有功功率。
但是，当电网处于失电状况（例如大电网停电），这些独立的并网发电系统仍可能持续工作，并与本地负载连接处于独立运行状态，这种现象被称为孤岛（islanding）效应。
从用电安全与用电质量方面考虑，孤岛状况是不允许出现的，由此引出了对孤岛状态进行检测的研究。
国内外专家对此提出了多种不同的研究方法，本文对部分研究方法进行了分析比较，提出主动检测与被动检测相结合的方案，即使用电压与频率的继电器检测方式及相位跳动检测法，而在主动式检测法中，选择输出功率变动方式，进行孤岛效应防治测试。
1孤岛现象发生的原因当太阳能供电的输出功率与负载功率达到平衡时，负载电流会完全由太阳能光伏发电系统提供。
此时，即使电网断电，在太阳能光伏发电系统输出端得电压与频率也不会快速随之产生变化，如此系统便无法正确地判断出电网是否有故障或中断的情形，因而导致孤岛现象的发生。
图2为电力系统图。
当电网端与客户端得公共耦合点PCC的电压与频率超过正常电网电压与频率的最大限制范围时，即会被视为故障发生，并利用输出继电器将逆变器切离负载[6]。
反之，当逆变器产生的有功功率与无功功率正好符合负载功率时，公共耦合点PCC的电压与频率变化量将不会很明显，可能会落在电网所容许的最大限制范围内，如此讨论电网断路器处于关闭及打开的情况下，由于有功功率和无功功率不同，所造成太阳能光伏发电系统上的影响。
图2 电力系统示意图（1）当电网断路器处于导通状态时此时太阳能光伏发电系统与电网并网，逆变器所输出的有功功率与无功功率（）会注入公共耦合节点PCC，而节点PCC注入负载的电力潮流为，因此节点PCC的总电力潮流可由下式表示。
孤岛检测分类
1. 李盛伟.微型电网故障分析及电能质量控制技术研究.[博士学位论文]天津大学，2009.1、基于远程通讯的方法此类方法主要利用通信手段，或者检测断路器的开断状态，或者在电网侧发出载波信号，而安装在DG侧的接收器将根据这些信号的变化来确定是否发生了孤岛[59,61]。
1)电力载波线通信法（PLCC Power Line Carrier Communication）PLCC系统通过电力线发送低能通信信号，由于电力线路被用作通信通道，所以利用PLCC信号的有无即可检验线路的连接性。
PLCC发送器T通过电力线发送信号给接收机R，R安装在PCC的用户侧，当PLCC信号丢失，接收机会命令逆变器停止运行，或者打开自有开关使逆变器和当地负载脱离电网。
使用PLCC的优点是：在正常负载范围内没有检测盲区，孤岛检测非常有效，对DG 逆变器的输出质量没有影响，对系统的暂态响应也无影响。
并且可以使用已存在的电网载波信号，仅需要安置价格低廉的收信机就可以正常运行。
缺点主要是费用问题，应用PLCC时，在电网中必须有PLCC发送器，但发送器由于价格昂贵并没有普遍应用，只有对高密度的分布式电源的区域才有经济性可言。
另外，此方法在某种极端情况下也会存在检测盲区，这是因为孤岛中的负荷可能会吸收PLCC信号，也可能会产生各种谐波分量。
如果PLCC信号被负荷吸收，那么将不能有效的检测出孤岛，如果负荷产生的谐波恰好在电力载波信号频带内，将会导致误检。
2)断路器状态监测法（SPD Signal Produced by Disconnect）该方法依旧依赖于电网与逆变器的通信，不同的是不采用电力线作为通信通道。
而是在电网的断路器上配置小的发送器，当断路器打开时，以微波、电话线或其他方法发送信号给分布式电源。
该方法的优点是：允许电网对分布式电源的附加控制，使分布式电源可以和电网电源相配合，有利于黑启动。
而对逆变器与电网的控制和协调也可以提升系统的启动特性。
几种常见的孤岛检测方法
几种常见的孤岛检测方法本文从网络收集而来，上传到平台为了帮到更多的人，如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载本文档（有偿下载），另外祝您生活愉快，工作顺利，万事如意！摘要：关键词：孤岛是指当电网由于电器故障、误操作或自然因素等原因中断供电时，发电系统未能及时检测出停电状态并脱离电网，使发电系统和周围的负载组成一个电力公司无法控制的自供给供电系统。
发电系统并网运行时如果处于孤岛状态将会对设备造成损坏，影响电力系统安全正常运行，严重时甚至可能威胁线路检修人员的人身安全。
因此，研究孤岛检测方法及保护措施，将孤岛产生的危害降低到最小，具有重要的现实意义。
1．分布式同步发电机孤岛的本地检测基于频率的无源孤岛检测方法分布式发电系统与大电网并网运行时，频率基本不变。
当孤岛形成时，电源与负载之间可能存在严重的功率失衡，系统的频率会发生变化，因此可通过测量频率偏差和变化速率探测孤岛。
基于频率检测的继电器可分为：频率继电器、频率变化率继电器(Rate ofChange of Frequency，ROCOF)和相位突变继电器(Vector Surge Relay，VSR)。
频率继电器测量DG端电压的频率，根据频率是否高于或低于频率阈值来检测孤岛。
当孤岛中有多个分布式发电机时，频率继电器可能互相干扰，影响其它继电器测量准确性；该方法NDZ很大，如果孤岛中负荷功率缺额低于10%-30%，则不能有效地检测到孤岛。
ROCOF测量发电设备的频率变化率。
频率变化率的阈值一般整定在Hz/ Hz/s之间。
ROCOF的一个重要特性是具有最小电压闭锁功能，如果电压低于，ROCOF输出的跳闸信号将被闭锁，可避免当发电机处于启动或短路时，ROCOF受到干扰信号的激励而误动作。
三种继电器中ROCOF非检测区最小，灵敏度最高，但也最容易产生误动作。
VSR检测发电机端电压波形与参考电压波形之间的相角偏移。
此方法也可通过测量频率来间接实现。
阻抗测量孤岛检测阻抗测量孤岛检测法是当分布式发电系统与电网并网时，发电机端的等效阻抗很小，而当孤岛时等效阻抗很大，通过检测电阻的变化就能检测到系统是否处于孤岛状态。
逆变器孤岛检测方法-概述说明以及解释
逆变器孤岛检测方法-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容可以如下所示：引言部分将对逆变器孤岛检测方法进行概述。
逆变器孤岛现象是指在电力系统中，当主电力断开时，逆变器仍然将电能注入到局部负载中，导致系统形成一个孤岛。
这种孤岛现象对电网安全稳定运行产生了极大的威胁，并可能对逆变器本身造成损坏。
为了解决逆变器孤岛问题，许多研究人员提出了各种孤岛检测方法。
逆变器孤岛检测方法旨在及时准确地检测出孤岛现象的发生，以便采取相应的保护措施防止损害。
这些检测方法可以分为主动式和被动式两类。
主动式孤岛检测方法通过在逆变器输出端采用一些特殊的电路或技术来监测电力系统的运行状态。
这些方法一般会引入一些干预措施以打破孤岛，例如改变同步信号频率或电压等，以实现快速检测和保护。
另一方面，被动式孤岛检测方法则在逆变器输出端不做主动的干预，而是通过检测电力系统的运行参数来判断是否存在孤岛现象。
这些参数包括电压、频率、相位等，当这些参数发生异常或超过设定的范围时，被动式孤岛检测方法将立即发出告警并采取相应的措施。
综上所述，逆变器孤岛检测方法在保障电网安全和逆变器自身安全方面具有重要意义。
本文将对几种常用的逆变器孤岛检测方法进行详细介绍，并对其优缺点进行分析和比较。
通过深入研究和了解这些方法，有助于进一步提高逆变器孤岛检测的准确性和可靠性，保障电力系统的稳定运行。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将以逆变器孤岛检测方法为研究对象，探讨孤岛现象及其危害，并详细介绍目前常用的逆变器孤岛检测方法。
文章的结构如下：第二章为正文部分，将首先介绍孤岛现象及其危害。
在电力系统中，逆变器可能会产生孤岛现象，即在断开与电力系统连接的情况下仍然运行，这可能会对电网造成安全隐患和能源浪费。
我们将深入探讨孤岛现象的原理和危害，以增加对该问题的理解。
接着，在第二章的后半部分，我们将介绍逆变器孤岛检测方法。
当前存在多种方法用于检测逆变器孤岛现象，其中包括被动和主动两种类型。
低电压穿越问题以及孤岛效应简述PPT课件
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低电压穿越的概念和必要性
低电压穿越
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风电脱网事故
2·24事故
三相短路引起，故障导致系统电压大幅跌落，750 kV敦 煌变330 kV母线电压最低跌至267 kV(0．735 pu)，其中低于 0．8pu持续时间20 ms，在此期间因机组不具备LVRT而脱网 274台，共损失出力377．13 MW。
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非计划孤岛
是指光伏电站并网发电时，因 为自然因素、人为因素或设备因素导 致故障的发生，从而引起光伏电站与 大电网间的断路器跳开，光伏电站失 去与大电网的连接，独立向附近负载 供电。光伏电站与大电网断开连接的 具体位置不是事先确定的，具有非计 划性与随机性。
孤岛效应原因及危害
光伏电站计划孤岛的 发生原因是根据需要有计 划地断开光伏电站与大电 网的连接，而光伏电站非 计划孤岛发生的原因可以 归纳为以下几点：
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典型孤岛检测方法
远程孤岛检测
①传输断路器跳闸信号法 ②电力线路载波通信法 ③阻抗插入法
典型孤 岛检测 方法
本地孤岛检测
被动孤岛检测 主动孤岛检测
①过／欠电压孤岛检测法 ②过／欠频率孤岛检测法 ③谐波孤岛检测法 ④电压相角突变孤岛检测法 ⑤其他被动孤岛检测法（电压不平衡度、幅值变化率等）
基于无功补偿设备的方法也是通过增加硬件来实现LVRT的。光伏电站并网点电压 受多种因素影响易发生波动，并网点电压出现瞬间跌落的情况时，光伏电站自身不具备 瞬时电压支撑的能力，接入无功补偿设备能使得并网逆变器输出电压基本恒定，可以抑 制并网点处母线电压波动，显著提高光伏电站各母线电压，提升光伏电站低电压穿越能 力。无功补偿设备可以是静止无功补偿器(SVC)，也可以是动态无功补偿器(SVG)，两者 相比较，SVC的动态性能虽不如SVG，但仍能满足运行要求。
微电网孤岛检测理论及方法研究
微电网孤岛检测理论及方法研究微电网孤岛检测的方法，一般情况下可分为三类：主动检测方法、被动检测方法和开关状态检测方法。
其中主动式频率偏移孤岛效应检测法作为一种相对较为成熟的技术，兼有检测效率高、灵敏度高、实现简单的优点。
但是此技术也具有相应的弊端，系统的品质因数较高时，主动频率偏移检测法会产生一些延迟，这将不利于孤岛检测，导致检测失败。
针对传统主动频率偏移法的缺点，对扰动波形实行进一步的优化，研发了一种新型的检测方法。
与传统的检测法方法相比，采取新方法进行孤岛检测时，产生的总谐波失真量减小了，而且检测速度提高，改善了检测盲区。
标签：微电网；孤岛检测；主动频率偏移法1 概述在全球气候变暖和环境污染严重的问题之下，世界各国将研究的重点投向风能、太阳能等等这些新能源的领域，进而实现节能减排、绿色可持续发展的道路。
微电网技术地提出能够很好地顺应我国的基本国情，是近几年发展起来的比较新型的电网模式[1]。
本文主要针对微电网孤岛检测理论及方法进行研究，面对着地球资源的日趋浪费、枯竭，顺应了国家的可持续发展道路，提出了分布式发电技术中的新型孤岛检测方法以顺应国家发展新能源的政策。
2 微电网的定义及优势微电网它也叫为微网，它通常由分布式电源、储能装置、负荷、能量转换装置等组成的一种规模不大的新型供配电系统。
它可以不借助外力实现自我控制、自我保护、自我管理的一种自治系统，微电网不仅能够和大电网配合使用，也能够自己独自工作[2]。
同集中式大电网相比较，微电网系统主要利用是“自发自用、余量上网、电网调剂”的有运行机制。
它与负荷侧接近，这就在很大程度上减少了远程输送的费用并且降低了在传输过程中的线路损耗，不仅如此还节约了电力的投资及运行成本[3]。
3 微电网的孤岛效应近几年，孤岛成为了电力系统研究界的新宠儿，即使提出微电网技术，但是孤岛依然是问题的核心。
伴随着分布式发电和微电网在技术方面越来越成熟，孤岛运行越来越成为研究学者感兴趣的课题。
基于无功功率和频率的孤岛检测
Computer Knowledge and Technology 电脑知识与技术网络通讯及安全本栏目责任编辑：冯蕾第6卷第18期(2010年6月)基于无功功率和频率的孤岛检测孙美玲，郭勇（秦皇岛职业技术学院，河北秦皇岛066100）摘要：针对逆变器孤岛检测方法，分析了孤岛在何种情况下不能被高/低频率（OFR/UFR ）保护装置检测到的原因，提出了应用无功功率和频率之间的关系检测孤岛的方法，并应用Matlab 进行仿真验证。
关键词：孤岛；无功功率；频率中图分类号：TP274文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2010)18-4903-02Based on Reactive Power and Frequency of the Islanding DetectionSUN Mei-ling,GUO Yong(Qinhuangdao Institute of Technology,Qinhuangdao 066100,China)Abstract:inverter islanding detection methods to analyze the circumstances under which the island can not be high/low frequency (OFR/UFR)protection device to detect the reasons for the application of proposed reactive power and frequency detection of isolated islands of methods and simulation verification.Key words:island;reactive power;frequency随着对低碳绿色能源的需求，分布式发电系统中的电源也采用了多种形式，如太阳能、燃料电池组、氢能、风能以及潮汐能等。
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孤岛效应
一个性能完善的光伏并网发电系统，需要各种 保护措施保证用户的人身安全，同时防止设备 因意外而造成的损坏。由于光伏发电系统和电 网并联工作，因此光伏发电系统需能及时检测 出电网故障并切断其与电网的连接。如果不能 及时发现电网故障，就会出现光伏发电系统仍 向局部电网供电的情形，从而使本地负载仍处 于供电状态，造成设备损坏和人员伤亡。这种 现象被称为孤岛效应。
右图是周期性扰动AFDPF 孤岛效应检测方法的控制原 理框图。图中，cf1 ，cf2 是两 个不同方向的扰动信号分别 等于5%、-5%; f 1，f 2分别 是施加扰动信号后，逆变器
目前孤岛检测主要分为被动式检测和 主动式检测两种。被动式检测是利用 电网断电瞬间，逆变器输出功率与局 部负载功率不平衡造成的逆变器输出 端电压值和频率变化作为孤岛效应检 测的依据。其具有检测方法简单，对 系统运行无干扰等优点。但是如果在 电网停电的瞬间，逆变器输出功率与 局部负载功率达到平衡，该方法将失 去作用。
①电网正常时，由于逆变器输出电压的频率不 变，cf 保持不变;
②当电网出现故障时，逆变器输出电压的频率 因扰动信号 cf 的作用与电网电压的频率产生误 差;
③由于 F k 的反馈作用，逆变器下一个周期
输出电压的频率与电网电压的频率误差更大;
④步骤③不断重复，逆变器输出电压的频率迅 速上升，最后超出并网标准标准的要求。
主动移频法
主动频率偏移(Active Frequency Drift．AFD)孤岛检测方法的思想是通过锁 相环(PLL)确定公共点电压的频率和相 位．调整光伏逆变器输出电流的给定频率。 使电流频率比公共点电压频率略高或略低。 若电流半波已完成而电压过零点未到。则 强制电流给定为零。直到电压过零点触发 到来。电流才开始下一个半波。
为了避免为避免因负载性质造成AFD孤岛效应 检测方法效果下降。又出现一种新的周期性扰 动AFDPF孤岛效应检测方法。
周期性扰动AFDPF
所谓周期性扰动AFDPF孤岛效应检测方 法是指在电网正常工作情况下，周期性不 间断的对逆变器输出电压进行正反两个方 向的频率扰动，以消除负载性质对单一频 率扰动方向的平衡作用。
与传统的AFD方法相比，该方法提高了孤岛效 应发生时的检测速度。
由分析可知，无论是无论传统的AFD方法还是 AFDPF方法，扰动信号均按一个方向对逆变器 输出电压的频率进行扰动。当电网发生故障且 负载性质不同时，逆变器输出电压的频率变化 方向有可能与扰动信号方法相反，这会导致逆 变器输出电压频率误差积累较慢从而延长孤岛 检测时间。特殊情况下，负载对逆变器输出电 压频率的平衡作用会抵消频率扰动的作用，这 种情况下会出现孤岛效应的漏判。
主动式检测是在系统工作中，对逆变器输 出电流、频率或相位施加一定的扰动信号， 并对其进行检测。如果电网正常，因电网 的巨大平衡作用，逆变器输出不受扰动信 号的影响;一旦电网出现故障，这些扰动量 就会在逆变器输出端逐步累计，直至超出 规定范围，从而反映出电网故障。与被动 式检测方法相比，主动式检测方法具有精 度高，检测盲区小的优点。但当局部电网 存在多个分布式能源系统时，主动式检测 效果下降，严重时甚至无效。
为了使系统更快的检测出电网故障，研究 人员提出了正反馈有源频率漂移法 AFDPF。在该方法中cf 满足下式：
cfk cfk1 F k
式中cfk1是上个周期的扰动信号，cfk 是本 周期的扰动信号，F k 是根据逆变器输出 电压频率的变化情况施加的反馈信号，正 反馈有源频率漂移法的工作过程如下:
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 电系统同时向图中逆变器 负载和电网负载供电;电网 突然停止工作时，相当于 开关S1闭合,S2打开，此 时光伏发电系统继续向逆 变器负载和局部电网负载 供电，那么将会导致 孤岛 的产生。
被动式孤单检测
被动式检测主要有电压频率检测、相 位检测、频率检测三种方法，在实际 中均有一定的应用。但是由于被动式 孤岛检测方法对逆变器输出功率与负 载功率是否匹配有较高的要求，因此 存在较大的检测盲区。所以在此不做 详细的描述。
式中 tz为电流过零点超前（或滞后）电压
过零点的时间间隔。cf 为AFD的截断系数。
且c f
tz T
， T为电压周期。
2
arctan
R
aC
1
a L
atz
2
2
cf
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。
由于主动频率偏移法该方法简单且容易实 现，但是扰动参数设置过小，则容易出现 漏检；参数设置较大，虽可提高检测效果 却降低了电能质量，并且在RLC负载情况 下，会因谐振频率的干扰造成孤岛效应的 漏判，所以在此基础上又产生了带正反馈 的主动移频法
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。
电网失压后．如果不关闭逆变器．公共点 电压的频率会发生波动，直到新的平衡产 生。稳态同，主动式孤岛检测法 主要分为移频法、移相法及功率扰动法。移频 法主要有主动移频法(Active Frequency Drift， AFD)与带正反馈的主动移频法 (Active Frequency Drift with Positive Feedback．AFDPF)，通过对逆变器的输出频 率进行扰动来提高孤岛检测效果。移相法主要 有滑动相移法(Slip Mode Frequency Shift， SMS)与自动移相法(Automatic Phase Shift， APS)等，通过对逆变器的输出相位进行扰动来 提高孤岛检测效果。下面就分别介绍几种主要 的主动式孤岛检测方法。