一种混合式光伏逆变器反孤岛策略

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一种新的三相光伏并网系统孤岛检测方法

一种新的三相光伏并网系统孤岛检测方法
1 0m 0 s内可有 效地检 测 出系统的孤 岛状 态。 关键 词 : 岛检 测 ; 率偏移 ; 孤 频 电压偏移 ; 可检测 区 不 中图分 类号 : M 6 T 4 文献标 识码 : A 文章 编号 : 0 — 5 120 )9 03 — 3 1 1 45 (080 — 04 0 0

种新 的三 相 光 伏 并 网 系统 孤 岛检 测 方 法
薄 涛 , 杨 滔 , 吕征 字
( 江大学 电气工程学院 , 江 杭州 302 ) 浙 浙 10 7
摘 要 : 于三相 光伏 并 网逆 变器论述 了反孤 岛效应 策略 , 基 同时 , 了进 一步 缩 小不 可检 测 区( D 的 为 N Z) 范围 , 出了一种 正反馈 频 率偏 移法 与正反馈 电压偏 移法相 结合的孤 岛检 测 方法 , 阐述 了该 方 法 的原 提 并
( ol eo l t c l n ier g, h i g U i r t , a gh u 3 0 2 ,C ia C l g Ee r a gnei Z e a nv sy H n zo 0 7 hn ) e f ci E n jn ei 1
Absr t:Ba e n t e tr e- a e g i c n e td ph tv hac i e r h niiln oe to tae ywa s u s d. I r t ac s d o h h e ph s rd- o n ce oo o i nv  ̄e ,t e a t-sa d pr tc in sr tg sdic s e no-
d rt e u et en n d tcin zn ( Z) e e u n y di t otg r eh iu sp o oe .T e smuain e ord c h o -eet o e ND ,a n w f q e c r twi vl e di tc nq ewa rp sd h i lt o r f h a t f o

光伏孤岛效应 案例

光伏孤岛效应 案例

光伏孤岛效应案例
光伏孤岛效应案例分析如下:
1. 某电站,容量为400KWP,变压器为50KWP,在夏季中午发电量比较高的情况下,并网电压可达到500V左右,此时如果并网开关不跳闸,逆变器还是会正常运行,但是这样长期运行势必会对电网有所冲击。

2. 生产光伏组件的厂房自己安装屋顶光伏来实现自发自用余电上网。

然而自从安装光伏发电后,厂房内的一些测试仪器电源模块会有烧毁的情况发生,造成这个原因是电源端不稳定,后采取UPS供电,问题就解决了。

3. 山东某一光伏电站突然与电网解列,后由运维人员发现是系统站内主变低压侧备自投联合防孤岛保护动作将对侧站内带有光伏电站的支路联切,目的就是防止电源端电压频率不稳定对用户站和光伏电站造成影响。

4. 当对侧站供电电源完成切换后,再将光伏电站支路投运,本侧光伏电站继续为电网送电。

以上三个案例说明,分布式光伏发电输出电压一直不太稳定,当并网电压或频率出现异常现象,及时准确跳闸也是非常有必要的。

5. 当光伏电站本侧出现停电故障时,需要运维人员查找问题点的时候,而与对侧站相连的线路上还带电,这时会出现对侧站会向光伏电站反送电的情况,给本侧站内的运维人员带来安全隐患。

6. 另当对侧站失电的时候,需要对侧站内运维人员去查找事故点,若此时光伏电站还在正常送电,容易形成非计划性孤岛效应,给对侧站内的运维人员造成安全威胁。

如需更多关于“光伏孤岛效应”的案例,建议查阅相关资料或咨询电力专家获取帮助。

光伏并网系统反孤岛控制策略研究

光伏并网系统反孤岛控制策略研究
的控制过程介绍 了几种传 统的反孤 岛方 法, 分析 了这些方法 中的检 测盲 区, 细介 绍 了正反馈 频 率法的控制 原理和控制 详
过程 , 并给 出程序控制流程 图, 用 Mal 运 t b对该方法进行 了仿 真。仿 真结果表 明该 方法能够快速地检 测 出孤 岛的发 生并 a
断开逆 变器与电 网的连接 , 无检测盲 区, 对孤 岛效应能够做到有效的防范 。 关键词 : 光伏 ; 并网 ; 正反馈 ; 岛 孤
通 镌 电 潦 技 术
20 0 8年 1 月 2 1 5日第 2 卷第 6期 5
Tee o Po r Te h o o y lc m we c n lg No . 5,2 0 v2 0 8,Vo .2 .6 1 5 No
文章 编号 :0 93 6 (0)) 60 2 —3 1 0 —6 4 2 ( 0 —0 00 8
中 图分 类 号 : M6 5 T 1 文献 标 识 码 :A
Re e r h o n i sa dn n r lS h m e o s a c n A t I ln ig Co to c e sf rPV i— n e t d S se — Gr Co n c e y tm d
; 舞 0 黼 爱
光 伏 并 网 系统 反 孤 岛控 制 策 略研 究
金结红 , 晓东 余 ( 合肥工业大学 电气学 院, 安徽 合肥 ,3 0)) 2 0( 9
摘要 :随着分布式供 电系统的逐步发展 , 反孤 岛控制 已成为并 网供 电中不 可缺 少的环节 。文 中结合 光伏并 网逆 变器
J N i h n , I Je o g YU a - o g  ̄ Xiod n
( l g fElc rc l g n e i g He e i e st fTe h o o y H ee 3 0 9, i a Co l eo e tia e En i e r , f i n Un v r i o c n lg , f i 0 0 Ch n ) y 2 Ab ta t sr c :W i h e eo me t f iti u e o rs p l y tm , n i s n ig c n r l a e o l id s e s b eC N— t t e d v lp n s r td p we u p y s s e a t i a d n o to sb c meal n i n a l O h o d b -l h p o e ti p we u p y s se p n n o rs p l y tm. I h sp p r itg a ig wi h o to f V v re ,e e a ta i o a a t il d a p o c e n n t i a e ,n e r t t t ec n r l n h o P i e t r s v rl rd t n l i sa p r a h s n i n n a e ito u e1 n h o - e e t n z n h s t o sa ea lz d Th o to r cp ea d c n r l r c s f h t o f r r d c ( a d t en n d tc i o e i t e eme h d r n y e . ec n r l i i l n o to o e so eme h d o n o n a pn p t p st e fe b c r rs n e e al o i v e d a k a ep e e td i d t i i n .Alo t ef w h r f r g a n r l sg v r s h o c a t o rm c to ie ̄Th n t emeh d i smu a e yM a l . l op o i e h t o i ltd b t b s a Th i lt n r s l h wst a h smeh d C a il ee tt e o c r e c filn i g a d d so n c h n e e t h esmua i e ut s o h tt i o s t o a r pd y d tc h c u r n e o a dn ic n e t t e iv r rwi t e n s n t h g i t o tn n d Байду номын сангаасcin z n . o t a h s n ig c n b fe t a l r v n e t h smeh d r w h u o - e e t e S h tt e il dn a e ef cu l p e e td w h t i di o o a y i to . Ke r s h t v lac rd c n e t d o i v e d a k;i ln y wo d :p o o o t i ;g i - o n c e ;p st e f e b c i sa d

光伏逆变器防孤岛保护原理

光伏逆变器防孤岛保护原理

光伏逆变器防孤岛保护原理
光伏逆变器防孤岛保护是指在光伏发电系统中,当主电网发生故障或停电时,逆变器能够及时检测到,并主动切断与主电网的连接,以防止光伏逆变器形成孤岛运行。

光伏逆变器防孤岛保护的原理主要包括两个方面:电流监测和频率监测。

1. 电流监测:当主电网故障或停电时,光伏逆变器通过感知电网电流的变化来判断是否发生了故障。

如果光伏逆变器检测到电网电流下降到一定程度或消失,则说明发生了故障或停电。

2. 频率监测:主电网的频率通常是恒定的,当发生故障或停电时,主电网的频率会发生变化。

光伏逆变器通过频率监测来检测主电网频率的变化情况。

如果光伏逆变器检测到主电网频率超出一定范围或变化较大,则说明发生了故障或停电。

当光伏逆变器同时检测到电流异常和频率异常时,会主动切断与主电网的连接,以避免形成孤岛运行。

切断连接后,光伏逆变器将停止向主电网注入电能,确保安全运行。

需要注意的是,光伏逆变器防孤岛保护的实现还需要符合相关的国家和地区的技术规范和标准,以确保系统的可靠性和安全性。

光伏发电并网系统的孤岛效应及反孤岛策略

光伏发电并网系统的孤岛效应及反孤岛策略

光伏发电并网系统的孤岛效应及反孤岛策略近年来,随着能源的过度消耗,传统能源对环境带来的影响日益加重,人们逐渐意识到清洁能源的使用可以改善现有能源紧缺的状况,也可以改善能源使用对环境所带来的影响。

太阳能作为一种清洁、环保型的能源不仅无污染、可持续性强而且使用便捷,因此越来越多的人开始使用这种新型能源。

随着使用范围的扩大,它已经从补充型能源向替代型能源逐渐过渡。

孤岛效应是光伏发电中独有的故障,为了能够让清洁能源得到更好的利用,我们必须要制定对应的策略来改善孤岛效应带来的损害。

一、关于孤岛效应(一)概念它是指在光伏发电系统中,整个电力网络由于故障原因或是停电而出现跳闸断电的情况。

而此时各个分布式发电系统并没有检测出对应的故障问题,进而没有及时将光伏发电系统与电力网络断开,从而形成了一个以分布式发电系统以及其他负载组件共同形成的发电孤岛。

(二)危害1.一旦这种发电孤岛形成就会给系统内的电压和频率造成非常直接的影响,甚至会对相应的装置设备造成损害[1]。

2.而当故障解除之后,光伏发电系统在重新接入电力网络时又可能会出现电压不同步的情况,继而出现电流突变的情况,导致电力设备和其他器件受到损害。

3.断电之后的孤岛效应会造成接地故障无法彻底清除,给电力系统造成影响。

4.孤岛效应很容易给工作人员带来认知偏差,认为是电力网络断电,进而做出错误的判断,给工作人员的人身安全带来威胁。

为了避免孤岛效应给设备和工作人员造成危害,就必须要在出现此类情况时具备一定的防御保护能力,进而确保设备完好、人员安全。

二、关于孤岛效应危害的解决策略触发孤岛效应出现的必要条件就是光伏系统内的输出功率与其负载功率相互匹配。

依据孤岛效应的检测规定,当发电系统中所输出的有功功率和负载有功功率之间出现5%的误差且持续时间长达2s以上,便可以确定光伏发电的孤岛效应已经产生。

因此我们可以得出结论,孤岛效应的出现与功率数值是否匹配以及其所能够持续的时间有紧密的联系。

防孤岛保护在光伏电站中的应用

防孤岛保护在光伏电站中的应用

防孤岛保护在光伏电站中的应用发布时间:2022-02-16T08:41:29.375Z 来源:《中国电业》(发电)》2021年第16期作者:牛文震[导读] 计划孤岛可以充分发挥DG的积极作用,在大电网停电时,DG可以保证本地负载的供电,可以减少因停电而造成的损失;非计划孤岛则可能会对电力设备造成损害、对维护人员的安全造成威胁,影响电网的安全稳定运行。

因此,应尽量避免非计划孤岛的发生,国际相关组织并由此制订了IEEEStd.999-2000、IEEEStd.1547-2003等一系列标准,且规定所有的分布式发电装置必须具备及时检测出孤岛状态的功能,即孤岛检测。

牛文震五凌电力有限公司摘要:计划孤岛可以充分发挥DG的积极作用,在大电网停电时,DG可以保证本地负载的供电,可以减少因停电而造成的损失;非计划孤岛则可能会对电力设备造成损害、对维护人员的安全造成威胁,影响电网的安全稳定运行。

因此,应尽量避免非计划孤岛的发生,国际相关组织并由此制订了IEEEStd.999-2000、IEEEStd.1547-2003等一系列标准,且规定所有的分布式发电装置必须具备及时检测出孤岛状态的功能,即孤岛检测。

当电网恢复供电并且电压和频率达到允许值时,并网开关要自动合闸。

这样的目的是在为了国家电网不受太大影响的情况下,尽可能保证光伏的发电效率。

关键词:防孤岛;光伏电站;应用引言当光伏电站出现孤岛效应时,即当电网由于某种故障原因造成失压时,应具备快速监测孤岛并立即断开与电网连接的能力,局部电网出现孤岛会影响到供电质量和维修人员的生命安全,所以在光伏电站中必需要配备防孤岛保护装置。

而光伏防孤岛保护装置就是为了解决“孤岛效应”的。

防孤岛保护装置能够精确检定并网点的电压、频率,然后当电压、频率出现波动且大于定值时跳闸出口动作,断开并网开关。

1孤岛保护控制对于小功率的应用场合,GCI常采用孤岛保护控制,其基本原理为:GCI首先检测出孤岛运行状态,然后进行孤岛保护,使GCI停止供电。

并网光伏发电系统的孤岛效应及反孤岛策略

并网光伏发电系统的孤岛效应及反孤岛策略

2.1.1孤岛效应的发生与检测 2.1.1.1孤岛效应发生的机理 下面以典型的并网光伏发电系统为例分析其孤岛效应发生的机 理,阐述孤岛效应发生的必要条件。
图是并网光伏发电系统的功率流图,并网光伏发电系统由光伏阵 列和逆 变器组成,该发电系统通常通过一台变压器(可能安装在逆 变器外或不安装)和断路器QF连接到电网。当电网正常运行时,假设 图7-2系统中的逆变器工作 于单位功率因数正弦波控制模式,而相关 的局部负载用并联RLC电路来模拟,并且假设逆变器向负载提供的有 功功率、无功功率分别为P、Q,电网向负载提 供的有功功率、无功功 率分别为AP、AQ,负载需求的有功功率、无功功率为Pload、Qload 。
《太阳能光伏发电及其逆变控制》
项目三ห้องสมุดไป่ตู้光伏发电系统
— —2 孤岛效应及反孤岛策略
2.1孤岛效应的基本问题
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。
2.1.2孤岛效应发生的可能性与危险性 孤岛效应的发生可能会带来一系列危害,其中给相关人员带来的电 击危险应当是最严重的,因此这里提到的危险性主要是指孤岛效应产生 电击的危险性。 2.1.2.1可能性分析 对孤岛效应发生的可能性认识常存在两种极端:一方面,孤岛效应 被认为是可能性很小的事件,不需要特别考虑;另一方面,仅理论上的 分析都足以使人们 对孤岛效应发生的可能性引起重视。实际上,孤岛效 应发生的可能性介于两种极 端观点之间。研究孤岛效应发生可能性的主 要困难是缺少孤岛效应发生的频率、 持续时间以及发生时带来危险的实 际数据,并且关于孤岛效应的讨论不少还是基 于个人的“感觉”或“直 觉”。 针对并网光伏发电系统的孤岛效应,荷兰相应的研究机构曾做过深人 的研 究,并提供了配电网中孤岛效应发生的频率以及持续时间的实际数 据[3]。该项 研究是通过测量安装有并网光伏发电系统的典型居民区的负 荷情况来进行的,并 在两年中连续测量了每一秒钟负载需求的有功功率 和无功功率,同时将相关数据 存储在计算机内用于离线分析,由于电网 负载和并网光伏系统提供的功率之间存 在直接相关性,因而离线分析是 可行的。通过对安装有并网光伏发电系统的典型 居民区的孤岛效应研究 得出了以下结论:

02 并网逆变器防孤岛测试方法

02 并网逆变器防孤岛测试方法
若光伏系统供电量与负载需求匹配或差别不大时则在孤岛产生以后负载端的电压及频率变化量很小被动式的检测方法就会失效为此必须采用主动式的检测方法
IEC 62116: 2008 Test procedure of islanding prevention measures for utility-interconnected photovoltaic inverters
The waveform measurement/capture device shall be able to record the waveform from the beginning of the islanding test until the EUT ceases to energize the island. 波形测量/捕获设备要能够记录从孤岛开始到EUT停止给孤岛供电的波形 For multi-phase EUT, all phases shall be monitored. A waveform monitor designed to detect and calculate the run-on time may be used. 对于多相EUT,所有相都要监控。应该使用能够监测并计算运行时间的波形监视器。
29 June 2009
Testing circuit 测试电路
TÜ V SÜ D Group
Department name
29 June 2009
Testing equipment 测试设备
Measuring instruments
Waveform observation shall be measured by a device with memory function, for example, a storage or digital oscilloscope or high speed data acquisition system. 波形观察要用有记忆功能的设备测量。例如,储存或数字示波器、高速数据记录系统

第7章 并网光伏发电系统的孤岛效应及反孤岛策略.解析

第7章 并网光伏发电系统的孤岛效应及反孤岛策略.解析
• 近年来,关于孤岛效应的研究主要集中于以下几个方面: • 1.孤岛效应的机理研究; • 2.反孤岛策略的研究; • 3.反孤岛策略的有效性评估; • 4.并网光伏发电装置的反孤岛测试; • 5.孤岛效应的利用。
2.1.5并网光伏系统的反孤岛测试 为了验证实际中反孤岛方案的有效性,必须对并网光伏发电装置进
针对并网光伏发电系统的孤岛效应,荷兰相应的研究机构曾做过深人 的研 究,并提供了配电网中孤岛效应发生的频率以及持续时间的实际数 据[3]。该项 研究是通过测量安装有并网光伏发电系统的典型居民区的负 荷情况来进行的,并 在两年中连续测量了每一秒钟负载需求的有功功率 和无功功率,同时将相关数据 存储在计算机内用于离线分析,由于电网 负载和并网光伏系统提供的功率之间存 在直接相关性,因而离线分析是 可行的。通过对安装有并网光伏发电系统的典型 居民区的孤岛效应研究 得出了以下结论:
2.负载品质因数Qf的确定 将并联RLC谐振电路的品质因数Qf与负载电路的位移功率因数(
Displace­ment Power Factor, DPF)联系起来将更有利于反孤岛测试中 对负载品质因数(>f 的确定,那么负载品质因数Qf与位移功率因数( DPF)究竟有何关系呢?
为了便于定量分析,首先做下列假设[5]: 1.假设负载电路中不含补偿功率因数的电容,并a已知负载电路消耗 的有 功功率和负载电路的功率因数,由这两个数据和电网电压及频率, 可以计算出负 载电路中的电阻和电感L; 2.假设并上的无功补偿电容刚好使负载电路的功率因数为1。这种假 设是 合理的,因为负载电路的功率因数等于1意味着负载电路的谐振频 率等于电网频 率,而这是反孤岛保护所面临的最严重情况(任何其他的 谐振频率都将有助于 而不是有碍于反孤岛保护),此时A和C将有一个固 定的关系。

光伏并网系统反孤岛控制策略仿真分析

光伏并网系统反孤岛控制策略仿真分析
W ANG i e g,DU AN h n x ,L U u r n Zh- n f S a -u I F -o g ( u z o g Un v r i fS in e a d Te h o o y,W u a 3 0 4, i a H a h n i e st o c e c n c n l g y h n 4 0 7 Ch n ) Ab ta t s r c :Co i e t h o to l g p o e so h rd c n e t d i v re n PV y tm , i d o n iiln i g mbn d wih t e c n r l n r c s ft e g i — o n c e n e tr i i s s e a k n f a t sa dn - d t c i g s h me ih a e b s d o c i ed i e h iu n h r c s sp o o e h sc a t r Th i ltn d e e t c e s wh c r a e n a tv rf t c n q ea d t ep o e si r p s d i t i h p e . esmu a i g mo — n t n u e i n l z d a e h e h i u t n a d n t e I l s a ay e s p r t e t c n q e s a d r s i h EEE S d 0 0 9 9 Th ai iy a d p a t a i t s c n i d t .2 0 — 2 . e v l t n r c i b l y i o fr d c i me t ru ht ee uae d 1 h o g h m l t d mo e. Ke r s sa d n e e t c ie f e u n y s i ;a tv h s h f y wo d :iln ig d t c ;a t r q e c h f v t c ie p a e s i t

光储微网系统并网孤岛运行控制策略

光储微网系统并网孤岛运行控制策略

光储微网系统并网孤岛运行控制策略一、本文概述随着全球能源结构的转型和可再生能源的大力发展,光储微网系统作为一种集光伏发电、储能技术和微电网技术于一体的新型电力系统,正逐渐受到广泛关注。

光储微网系统不仅能够有效整合分布式能源,提高能源利用效率,还能在并网和孤岛两种模式下稳定运行,为现代电力系统的灵活性和可靠性提供了有力支撑。

然而,如何制定和优化光储微网系统在并网与孤岛模式下的运行控制策略,仍是一个亟待解决的问题。

本文旨在深入研究光储微网系统在并网和孤岛模式下的运行控制策略。

通过对光储微网系统的基本组成、工作原理及运行特性进行分析,结合国内外相关研究成果和工程实践经验,探讨适合我国电力系统实际情况的控制策略。

文章将重点分析并网模式下光储微网系统的功率控制、电压和频率调节等问题,以及孤岛模式下系统的能量管理、负荷分配和稳定性保障等关键技术。

还将探讨如何根据不同场景和需求,对控制策略进行优化,以实现光储微网系统的高效、安全、稳定运行。

通过本文的研究,期望能为光储微网系统的设计、建设和运营提供有益的参考和指导,推动我国可再生能源和智能电网技术的发展,为实现碳达峰、碳中和目标贡献力量。

二、光储微网系统结构及特点光储微网系统是一种集成光伏发电、储能系统和微电网技术的分布式能源系统。

其系统结构主要包括光伏发电单元、储能单元、能量管理单元和微电网控制单元。

光伏发电单元:光伏发电单元是光储微网系统的核心部分,通过光伏效应将太阳能转化为直流电能。

光伏阵列通常由多个光伏组件串联和并联组成,以满足不同光照条件下的电能输出需求。

储能单元:储能单元是光储微网系统的重要组成部分,用于存储光伏发电单元产生的多余电能。

储能单元通常采用锂离子电池、铅酸电池或超级电容器等储能设备,以实现电能的高效存储和快速释放。

能量管理单元:能量管理单元是光储微网系统的“大脑”,负责实时监测和预测系统的运行状态,根据电能需求和供给情况,制定合理的能量管理策略。

光伏发电站防孤岛保护动作时限整定

光伏发电站防孤岛保护动作时限整定

光伏发电站防孤岛保护动作时限整定王昆新(中国能源建设集团云南省电力设计院有限公司,云南昆明650051)摘 要:文章介绍了光伏发电站的“孤岛”现象、装设独立防“孤岛”保护的原则,以及独立防“孤岛”保护动作时限的整定方法。

关键词:光伏发电站;保护动作时限Anti-islanding Protection Action Time Setting of Photovoltaic Power StationWANG Kunxin(China Energy Engineering Group Yunnan Electric Power Design Institute Co.,Ltd.,Kunming 650051,China)Abstract:This paper introduces the islanding phenomenon of photovoltaic power stations,the principle of installing inde-pendent anti-islanding protection,and the setting of independent anti-islanding protection action time.Key words:photovoltaic power station;protective action time收稿日期:2019-02-12作者简介:王昆新(1964-),高级工程师,从事电力系统继电保护及安全自动装置设计工作。

0引言光伏发电站是利用太阳能电池直接将太阳能转换成电能的电站,它的主要部件是太阳能电池、逆变器、变压器,以及相关辅助设备,其特点是可靠性高、使用寿命长、不污染环境、能独立发电又能并网运行。

目前大量光伏发电站接入电网,光伏发电站的运行关系着电网的安全运行,为此国家颁布《光伏发电站接入电力系统技术规定》来规范光伏发电站的接入。

什么是逆变器的防孤岛效应

什么是逆变器的防孤岛效应

什么是逆变器的防孤岛效应
孤岛效应的检测一般分成被动式与主动式。

被动式检测是利用电网监测状态如电压、频率、相位等作为判断电网是否故障的依据。

如果电网中负载正好与逆变器输出匹配, 被动法将无法检测到孤岛的发生。

主动检测法则是通过电力逆变器定时产生干扰信号, 以观察电网是否受到影响作为判断依据, 如脉冲电流注入法、输出功率变化检测法、主动频率偏移法和滑模频率偏移法等。

它们在实际并网逆变器中都有所应用, 但也存在着各自的不足。

当电压幅值和频率变化范围小于某一值时, 频率偏移法无法检测到孤岛效应, 即存在“ 检测盲区。

输出功率变化检测法虽不存在“ 检测盲区” , 然而光伏并网系统受到光照强度等影响, 其光伏输出功率随时在波动, 对逆变器加入有功功率扰动, 将会降低光伏阵列和逆变系统的效率。

为了解决这个问题, 光伏并网的有功和无功综合控制方法经常被提出来。

随着光伏并网发电系统进一步的广泛应用, 当多个逆变器同时并网时, 不同逆变器输出的变化非常大, 从而导致上述方法可能失效。

因此, 研究多逆变器的并网通信、协同控制已成为其孤岛效应检测与控制的研究趋势。

逆变器防孤岛实验报告

逆变器防孤岛实验报告

逆变器防孤岛实验报告一、实验目的本实验旨在探究逆变器的防孤岛功能,并观察逆变器是否能正确判断并防止孤岛现象的发生。

二、实验原理孤岛现象是指在电网断电的情况下,逆变器仍然将太阳能电池板等的直流能源转换为交流电供电。

这种情况下,逆变器与电网相对独立,会造成电网安全隐患。

因此,在逆变器的设计中,应加入防孤岛功能。

防孤岛功能是通过监测电网状态来实现的。

当监测到电网断电或故障时,逆变器应立即停止并断开输出。

三、实验设备1. 逆变器2. 太阳能电池板3. 功率计4. 电源开关5. 示波器6. 电压表四、实验步骤1. 将逆变器与太阳能电池板连接,确保连接正确并牢固。

2. 将逆变器的输出与功率计连接,记录功率计的读数。

3. 打开电源开关,将电网的交流电接入逆变器。

4. 此时,逆变器应开始工作,将太阳能电池板的直流能源转换为交流电输出。

记录输出功率计的读数。

5. 断开电源开关,切断电网与逆变器的连接。

6. 观察逆变器是否立即停止并断开输出。

7. 使用示波器检测逆变器的输出波形,观察是否有孤岛现象的出现。

8. 使用电压表测量逆变器的输出电压,观察是否有异常现象。

五、实验结果在实验过程中,逆变器正常工作,太阳能电池板的直流能源转换为交流电供电,并成功连接到电网。

当断开电源开关时,逆变器立即停止并断开输出。

示波器监测显示,逆变器的输出波形正常,没有出现孤岛现象。

电压表测量显示,逆变器的输出电压稳定,没有异常现象。

六、实验分析实验结果表明,逆变器的防孤岛功能有效。

当监测到电网断电或故障时,逆变器能够立即停止并断开输出,防止孤岛现象的发生。

这样可以保证电网的安全稳定运行,避免过电压、过频等问题的出现。

七、实验总结通过本次实验,我们验证了逆变器的防孤岛功能的有效性。

逆变器能够监测电网状态,并在检测到电网断电或故障时立即停止并断开输出,保证电网的安全稳定运行。

这对于太阳能发电等可再生能源的接入电网具有重要意义,对于保护电网安全和提高电能利用率都具有积极影响。

光伏逆变器——孤岛效应

光伏逆变器——孤岛效应

光伏逆变器一孤岛效应目录1.前言 (1)1. 1.什么是孤岛效应? (1)2. 2.危害 (2)2.防孤岛的工作原理 (3)3.防孤岛检测 (3)3.1.概述 (3)3.2.被动式 (3)3.2.1. (1).概述33.2.2.电压和频率检测法 (4)3.2.3.电压谐波检测法 (4)3.2.4.电压相位突变检测法 (4)3.3.主动式 (5)3.3. 1.概述 (5)3.3.1.输出频率扰动法——AFD (6)3.3.2.频率偏移检测法 (6)3.3.4.滑模频漂检测法 (6)3.3.5.电流干扰检测法 (7)3.3.6.频率突变检测法 (7)3.3.7.其他方法 (7)1.前言11.什么是孤岛效应?在电子电路中,孤岛效应是指电路的某个区域有电流通路而实际没有电流流过的现象。

在通信网络中,无线移动基站的覆盖可能会存在的一种现象。

孤岛效应(ISIandingEffeCt)是指电网突然失压时,并网光伏发电系统仍保持对电网中的邻近部分线路供电状态的一种效应。

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。

当电网由于电气故障或自然因素等原因中断供电时,光伏并网发电系统(逆变器)仍然向周围的负载供电,从而形成一个无法控制的自给供电孤岛。

在电容器串联的电路里,只有与外电路相连接的两个极板(注意:不是同一电容器的极板)有电流流动(电荷交换),其他极板的电荷总量是不变的,所以称为孤岛。

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。

在国际光伏并网标准化的课题上这仍是一个争论点,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。

所以,逆变器通常会带有防止孤岛效应装置。

被动技术(探测电网的电压和频率的变化)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。

光伏电站中的孤岛效应

光伏电站中的孤岛效应

光伏电站中的孤岛效应防孤岛效应是光伏系统中的一个重要环节1. 孤岛效应概述孤岛现象是指:当电网由于电气故障或自然因素等缘由中断供电时,光伏并网发电系统仍旧向四周的负载供电,从而形成一个电力公司无法掌握的自给供电孤岛。

由于光伏发电系统与电网并联工作时,电网会由于故障设备检修或操作失误等缘由停止工作,也就是说孤岛效应是光伏并网发电系统中普遍存在的一个问题,因此精确准时地检测出孤岛效应,是光伏并网发电系统设计中的一个关键性问题。

当孤岛效应发生时,将造成以下危害:①电网无法掌握孤岛中的电压和频率,假如电压和频率超出允许的范围,可能会对用户的设备造成损坏;②假如负载容量大于逆变电源容量逆变,电源过载运行,简单被烧毁;③与逆变电源相连的线路仍旧带电,对检修人员造成危害,降低电网的平安性;④对孤岛进行重合闸会导致该线路再次跳闸,还有可能损坏逆变电源和其他设备。

光伏并网系统防孤岛爱护装置实物图2. 孤岛效应的检测方法孤岛现象的消失,严峻影响电力系统的平安和正常运行,从用电平安与电能质量考虑,孤岛效应是不允许消失的,当孤岛发生时必需快速、精确地切出并网逆变器,因此对于孤岛效应应进行检测及掌握。

孤岛效应检测方法主要分为被动式和主动式两种:被动式孤岛检测方法,通过检测逆变器的输出是否偏离并网标准规定的范围,如电压、频率或相位,推断孤岛效应是否发生。

该方法工作原理简洁,简单实现,但在逆变器输出功率与局部负载功率平衡时,无法检测出孤岛效应的发生。

主动式孤岛检测方法是指通过掌握逆变器使其输出功率频率和相位存在肯定的扰动。

电网正常工作时,由于电网的平衡作用,这些扰动检测不到。

一旦电网消失故障逆变器输出的扰动将快速累积并超出并网标准允许的范围,从而触发孤岛效应的爱护电路。

该方法检测精度高,检测盲区小,但是掌握较简单,且降低了逆变器输出电能的质量。

防孤岛检测模拟示意图(1)被动方法被动式孤岛效应检测方法的工作原理是指依据电网断电时逆变器输出电压、频率的转变,推断出是否发生孤岛效应。

一种自动化反孤岛装置的原理与设计

一种自动化反孤岛装置的原理与设计

一种自动化反孤岛装置的原理与设计摘要:针对在光伏渗透率较高地区,分布式光伏孤岛效应的安全检修自动化水平低的问题,提出了一种自动化反孤岛装置的设计原理和方法。

通过ARM处理器检测上级开关辅助触点信息以及线路上的电压,自动投入扰动负载,消除孤岛,并将孤岛事件信息等上传至后台的反送电管控系统,提高了分布式光伏安全检修的自动化程度。

关键词:分布式光伏;孤岛效应;ARM智能控制;孤岛识别0 引言随着分布式光伏随着分布式光伏发电大规模接入电网,由于分布式光伏发电特别是户用光伏大多属于用户侧就近并网,出力与负荷就近平衡,可能存在孤岛效应问题[1]。

基于此,本文提出一种自动化反孤岛装置的设计原理及方法,通过ARM处理器检测上级开关辅助触点信息以及线路上的电压,自动判断光伏非计划孤岛运行,并可控制装置内操作开关自动投切装置,消除孤岛,并将孤岛事件信息等上传至后台的反送电管控系统。

1 孤岛效应及装置原理1.1.孤岛效应分析Q/GDW 480-2010《分布式电源接入电网技术规定》对孤岛效应的定义为:电网失压时,分布式电源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。

当电网因事故或停电检修而失电时,如果分布式光伏发电系统的出力与本地负载相匹配,就可能发生孤岛效应,给设备和相关人员带来安全隐患[2]。

1.2孤岛识别原理由1.1节可知,光伏发电与电网断开后,若发生孤岛运行,分布式光伏系统的电压和频率与正常工作时相比基本不变。

因此,在进行检修工作时,与电网连接的上级断路器断开,这时只需要检测线路上是否还带电,就可以判断是否发生非计划孤岛运行。

检测流程的具体步骤:(1)ARM处理器及外围采集电路自动检测上级开关状态,这里上级开关指控制光伏发电系统与配电网分断的配电断路器。

(2)检测到开关合闸,说明电网未失电,台区配电处于正常运行;检测到开关断开,表明已和配电网断开,这时再检测线路是否带电,如果线路不带电,表明无孤岛发生,可正常进行检修;如果线路中仍带电,说明台区发生了孤岛运行。

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0引言近年来,随着光伏发电技术的提高,光伏发电的装机容量也迅速发展,同时光伏发电等分布式能源的大量接入对电网的安全稳定运行也带来了一定的问题,孤岛效应就是最典型的问题之一[1],[2]。

当光伏孤岛发生时,会对电能质量、用电设备、人身安全等造成影响,因此,快速地反孤岛,并断开光伏逆变器已成为太阳能发电系统中的必要环节。

目前,关于光伏逆变器的反孤岛技术的研究较多,一般可分成被动式和主动式两类[3],[4]。

被动式反孤岛策略中常用的有过欠电压/频率、相位跳动、电压谐波等方法。

文献[5]采用被动式反孤岛策略中过欠电压/频率的方法,通过判断电压/频率是否超过设定值来检测孤岛。

文献[6]基于谐波临界点设定的被动式反孤岛策略,在谐波畸变率超过设定值时判别孤岛。

以上方法适合在功率不平衡时使用,当负载消耗与光伏输出平衡时,这些方法会有较大的非检测区。

主动式反孤岛策略主要是基于电压、频率、相位偏移原理实现的,输出功率扰动[7]检测方法就是其中一种。

文献[8]利用正反馈使电流偏离电压相位,达到频率偏移的目的,在孤岛发生后,检测到频率异常来判断孤岛发生。

该孤岛检测策略响应速度快,但会给电网增加谐波,影响电网电能质量,采用主动功率扰动法时,由于始终需要对功率进行周期性扰动,会造成功率损失。

为了克服单独采用被动式反孤岛和主动式反孤岛方法的不足,本文提出一种过欠电压/频率与功率扰动联合的反孤岛方法,论文阐述了混合式反孤岛策略原理,根据功率平衡关系,切换不同的检测方法。

在PSCAD/EMTDC 中建立了光伏逆变器反孤岛仿真模型,通过对输出功率与负载功率平衡和不平衡等情况的仿真,验证了该混合式反孤岛策略的正确性。

1混合式反孤岛原理混合式反孤岛拓扑结构图及其等值电路如图1所示。

(b )等值电路图1混合式反孤岛原理图Fig.1Hybrid anti-islanding schematic收稿日期:2015-04-19。

基金项目:国际科技合作专项项目(2014DFG72240);江西省科技支撑计划资助项目(2013BBE50102)。

作者简介:夏永洪(1978-),男,博士,副教授,硕士生导师,研究方向为电机及其控制。

E-mail :xiayh_98@一种混合式光伏逆变器反孤岛策略夏永洪1,2,黄新1,辛建波2,胡蕾2,余运俊1(1.南昌大学信息工程学院,江西南昌330031;2.国网江西省电力科学研究院,江西南昌330096)摘要:逆变输出同本地消纳功率平衡时,被动式反孤岛策略会出现非检测区,而主动式反孤岛策略对电能质量有影响。

文章提出一种基于过欠电压/频率和功率扰动相联合的混合式光伏逆变器反孤岛策略,该控制策略是将逆变器输出功率与负载功率进行比较,得到控制信号,进而在孤岛发生时根据不同工况在两种检测方法中切换。

建立了光伏逆变器孤岛检测仿真模型,仿真结果表明,文章反孤岛策略具有无检测盲区、产生谐波小等优点。

关键词:光伏逆变器;孤岛检测;过欠电压/频率;功率扰动中图分类号:TM615文献标志码:A文章编号:1671-5292(2015)07-0987-06可再生能源Renewable Energy Resources第33卷第7期2015年7月Vol.33No.7Jul.2015(a )拓扑结构图光伏电池S 2光伏逆变器功率检测本地负载CtrlPQ P LQ LU pccS 1AC光伏电网R LCS 2P L +jQ LS 1PCCP+jQΔP+j ΔQ·987·DOI:10.13941/ki.21-1469/tk.2015.07.005图中S 1为网侧开关,S 2为直流侧开关,P 与Q ,P L 与Q L ,ΔP 与ΔQ 分别为逆变器输出、本地负载消耗的有功无功以及两者功率的差值;R ,L ,C 为本地负载。

由等值电路可知,在孤岛还未发生时,S 1,S 2都闭合,U pcc 受到电网钳制,保持与电网一致,其值为U ,可得:P L =P -ΔP =U 2pcc /R =U 2/R(1)Q L =Q -ΔQ=U 2pcc (1/2πfL -2πfC )=U 2(1/2πf L-2πf C )(2)当孤岛发生时,S 1断开,即P ′L =P =U 2pcc ′/R(3)Q ′L =Q =Q 2pcc ′(1/2πf ′L-2πf ′C )(4)式中:f ,f ′分别为孤岛前和孤岛后电压频率。

由式(1),(3)可得:U 2pcc ′-U 2pcc =ΔPR(5)由式(2),(4)可得:(f ′-f )(1+4π2ff ′LC )=ff ′L ΔQ/Q 2pcc (6)当电网发生故障时,光伏逆变器进入孤岛模式,针对逆变器输出与负载两者功率的平衡关系,分以下4种情况进行讨论。

①当两者有功不平衡、无功平衡时,即ΔP ≠0,ΔQ =0,由式(5),(6)得:U 2pcc ′=U 2pcc +ΔPR =U 2+ΔPR(7)f ′=f(8)由式(7)看出,U ′pcc 幅值将发生改变。

②当两者有功平衡、无功不平衡时,即ΔP =0,ΔQ ≠0,由公式(5),(6)得:U ′pcc =U pcc =U(9)f ′≠f(10)由式(10)看出,U ′pcc 的频率将产生变化。

③当两者有功、无功均不平衡时,即ΔP ≠0,ΔQ ≠0,此时可得到式(7),(10),U ′pcc 幅值和频率都将发生改变。

④两者有功、无功都平衡时,即ΔP =0,ΔQ =0,此时可得到公式(8),(9),U ′pcc 幅值和频率都不发生改变。

综上所述,功率不平衡状态下,当孤岛发生时,PCC 电压的幅值或频率,或两者都发生变化;对功率平衡的情况,当孤岛发生时,U ′pcc 幅值与频率均不发生变化。

因此,本文提出混合式光伏逆变器反孤岛策略原理:通过检测逆变器输出与负载功率的平衡关系,产生控制信号,当两者功率不相等时,切换到过欠电压/频率的检测方法,当两者功率相等时,切换到主动功率扰动检测方法。

2混合式反孤岛模型建立在光伏并网PQ 控制基础上的混合式反孤岛模型如图2所示。

图中P ref ,Q ref 分别为输出有功和无功的参考值,通过PQ 解耦得到有功和无功的参考电流,经过电流内环控制器产生dq 轴参考电压,再反变换后经正弦脉宽调制来驱动光伏逆变器,使得输出有功、无功能跟随参考值[9]。

可再生能源2015,33(7)图2混合式反孤岛控制模型Fig.2Hybrid anti-islanding modelDCPWM光伏逆变器abc/dqi c i b i aU aU bU c P ,Q P L ,Q L功率比较Ctrl电网U pcc本地负载PWMSPWMdq/abcSP refN/D32U sdi di drefωLPIU sdU di qQ refN/D 3U sdi qi qrefPIωLi dU qU sqU sd U sqi d i q·988·基于上述并网控制模型,实时采集光伏逆变器输出功率P ,P L 和负载功率Q ,Q L ,通过比较得到控制信号Ctrl 。

当控制信号Ctrl 为0时,S 闭合,对功率实施扰动;当控制信号Ctrl 为1时,S 断开,不实施扰动。

混合式光伏逆变器反孤岛策略流程图如图3所示。

当功率不平衡时,采集到的功率送入功率比较器,在比较器中P 与P L ,Q 与Q L 分别作差值,后经过一个逻辑或模块,由于差值ΔP 、ΔQ 中至少有一个不为零,故得到的控制信号Ctrl 为1,S 断开,不添加扰动。

在孤岛发生时,由上文讨论的①,②,③种情况可知,公共点电压幅值或频率将发生变化,进而由过欠电压/频率方法检测出孤岛,断开逆变器。

当功率平衡时,由于ΔP =0,ΔQ =0,采集到的功率送入比较器后,再经逻辑或模块得到的控制信号Ctrl 为0,S 闭合,此时采用主动功率扰动法,每经过一定时间对逆变器输出功率的参考值进行扰动,即对图2中的P ref 添加一个ΔP 进行扰动,扰动深度为ΔP ′=P ref /3,由检测盲区计算公式U max2-1≤P -P L ≤U min2-1和本文设定的电压阈值范围得到非检测区范围为:0.4375≤P LP≤1.3056,为了能检测出孤岛,P L的比值应超出该范围,故扰动深度设定为P ref /3。

以a 相为例,从图2反孤岛控制模型可知,输出电流为I ′a =(P ref +ΔP ′)/3U a cos φ=I a +ΔI a(11)式中:I a 为没有添加功率扰动时的输出电流,ΔI a为添加功率扰动后输出电流变化量。

当逆变器处于并网运行时,由式(11)可知,若没有扰动,光伏逆变器输出电流不变,若施加扰动,光伏逆变器输出电流将发生变化。

但由于受到电网牵制,U pcc 保持不变。

当孤岛发生时,输出电流变化情况与并网时一致,而公共点电压为U ′pcc =I a Z L =(I a +ΔI a )Z L (12)由式(12)可知,电流的变化导致了公共点电压发生变化,在电压超过设定值后,检测出孤岛,将逆变器切离。

3仿真验证本文采用PSCAD/EMTDC 建立了光伏逆变器反孤岛仿真模型,如图4所示。

图中直流侧为0.8kV 直流电压源,逆变器驱动采用SPWM ,三角波作为载波,频率为5kHz ,逆变器输出参考有功为30kW ,参考无功为0Var ,本地负载PQ 可自由设置,电网线电压0.38kV ,频率50Hz ,BRK 1为网侧开关,BRK 2为直流侧开关,仿真中在1s 时电网断开,电压阈值设置为标准电压的80%~120%,频率阈值设置为49.5~50.5Hz 。

夏永洪,等一种混合式光伏逆变器反孤岛策略图3混合式光伏逆变器反孤岛策略流程图Fig.3Hybrid PV inverter anti-islanding strategy flowchart(a )主电路开始检测P ,Q ,P L ,Q L功率比较P -P L ,Q -Q L产生控制信号CtrlCtrl=0Ctrl=1不添加扰动,采用过/欠电压检测添加扰动,采用功率扰动检测检测出孤岛,断开逆变器BRK 2g1g3g5g4g6g2R =0222222U sa U sb U sc la lb lcU saU sbU sclalb lc3[mH]3[mH]3[mH]30[uF]30[uF]30[uF]A VU pccU pccP +jQBRK 1P invQ invP Q A BCR=0fVrms ph频率/相位测量·989·以a 相为例,并网运行时的电压、电流、功率的波形如图5所示。

图中电压、电流频率和相位是一致的,输出有功无功能够跟踪上参考有功无功,从而验证了本文搭建的并网PQ 控制模型的正确性,进而确保孤岛仿真进行。

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