光伏逆变器并网稳定控制与防孤岛保护技术研究
光伏发电防孤岛保护配置方案分析
技术平台光伏发电防孤岛保护配置方案分析刘春潇1，王子恒2（1.绥化电力设计院；2 国网绥化供电公司，黑龙江 绥化 152000）摘 要：发电站并网需要特殊防止发生的重要环节就是孤岛效应，他可能造成系统电压、频率等重要参数的变化间接影响用户的安全用电。
本文提出在光伏发电采用主动扰动抗干扰的方法防范孤岛效应的发生，并提出方案和模型。
关键词：光伏发电；孤岛效应光伏发电是一个将直流电逆变成交流电源的过程，通过升压与一定的保护措施后进行与系统电网并网，由于光伏发电的特殊性，保护措施有防功率器过流、防止欠压、滤波等保障措施，但是多少的光伏电站装机容量都相对较小，很难独立支撑一个区域的电力供应并且保证电能质量的安全，所以在电网故障状态时要考虑光伏电站的孤岛运行，即防孤岛效应。
0 引言孤岛效应的提出最早是美国Sandia实验室，它们论述在电力公司网络故障或因检修而停止电力供应的情况下，小型发电站脱离区域网络，形成自发自供并负载大面积供电的情况，如火力发电、水利发电、风力发电都会存在这种独立供电的情况，而这种情况下运行在配电系统负荷变化快、不稳定的条件下，会拉低发电机出力，造成电压不稳、频率不稳等电能质量问题，从而造成用电设备的损坏等不利影响，所以为了防止这种小型发电站并网后脱离系统网络独自承载供电的情况发生，便要设立防孤岛效应的措施以解决安全隐患问题。
1 孤岛保护的方式类型那么对防孤岛保护的要求有哪些呢?首先来讲防孤岛保护应具备主动式和被动式。
主动式包括频率偏高、有功和无功功率变动等。
被动式包括电压相位跳动、频率变化等。
孤岛保护跳闸出口一般接在并网断路器上，当出现孤岛现象时切断并网断路器。
因此防孤岛保护装置须具备精确检并网点的电压、频率，然后当电压、频率出现波动且大于定制时跳闸出口动作，断开并网开关。
2 孤岛过程的分析孤岛发生多数是电网断电后，发电站未能及时脱离系统，而短时间内继续发电并网的情况。
所以对于电网断电的判读速度和准确性对于孤岛现象的避免极为重要。
光伏发电系统并网的孤岛特征及反孤岛策略的研究
光伏发电系统并网的孤岛特征及反孤岛策略的研究光伏逆变器并网运行中可能发生的孤岛效应会给电力设备和电力员工带来不可估量的危害,因此相关标准规定凡是并网型的光伏发电系统中都一定要装配防孤岛的保护装置,孤岛效应特征与反孤岛策略的研究是当务之急。
分析孤岛效应的发生过程及各项检测标准是研究孤岛检测策略的基本条件,研究了NDZ的表达方式从而给孤岛检测策略的性能进行评价打下基础。
分析了主动移频式检测策略、Sandia频率偏移策略、滑模频率偏移策略这几种主动式反孤岛策略的基本理论、实现手段、盲区分布以及总谐波失真度,由于主动式反孤岛策略必须持续不断地给电网加入扰动量,必然降低并网逆变器输出电流的电能质量。
基于此种情况,本文构建了盲区预评估机制,提出了选择性地引入主动式反孤岛策略的复合式孤岛检测策略,将持续不断地施加扰动量优化成选择性地给输出电流施加扰动量。
该策略具有极小的NDZ,在某些负载情况下可以实现无盲区检测,同时能极大地改善因谐波带来的电能质量差的问题。
由于被动式检测策略无谐波污染的优势明显大于主动式检测策略,本文提出一种结合粒子群算法与BPNN的人工智能孤岛识别策略,实现无NDZ、无谐波污染的孤岛检测。
采用公共耦合点PCC处的电压、并网电流以及频率值三者的变化率作为神经网络的输入层的输入向量,引进PSO优化BPNN的训练过程,改善孤岛识别的准确性与实时性。
通过实验仿真发现,该策略能够准确识别系统的孤岛与各种非孤岛状态。
光伏并网逆变器孤岛检测技术研究
摘 要我国能源消耗主要依赖于传统化石能源，近年来随着社会经济的持续发展，我国化石能源危机和环境问题日趋严峻，改变我国能源产业结构，开发和利用新能源迫在眉睫。
由于太阳能资源具有清洁无污染、安全可靠、运行经济以及取之不尽用之不竭等优点，决定了其在能源更替中具有不可取代的地位。
以光伏发电技术为代表的新能源发电技术越来越受到国际社会的广泛关注。
在光伏发电系统中，分布式发电系统具有十分重要的地位，分布式电源为电网和本地负载提供能量。
随着越来越多的分布式光伏发电系统应用于能源产业，许多潜在的电网保护问题逐渐引起了人们的重视，其中难点之一就是如何检测出孤岛效应。
孤岛效应会导致电能质量严重受损、电气设备损害以及对运行检修工作者的安全造成威胁，因此应该避免孤岛现象的发生。
通过相关反孤岛设备实时监测系统运行情况，在孤岛发生时检测出孤岛运行状态并触发孤岛保护装置，使光伏并网逆变器尽快与主电网切离以避免上述的危害。
本文以三相光伏并网逆变器为研究对象，对系统中存在的孤岛效应检测问题进行研究，讨论了相关参数对孤岛检测盲区分布的影响，并根据现有反孤岛策略存在的不足，提出一种改进的基于无功功率扰动的孤岛检测算法。
本文阐述了孤岛效应的研究背景、成因以及危害，分析了当前孤岛检测技术的研究现状。
基于逆变器恒功率控制策略对三相光伏并网逆变器进行建模，实现有功/无功功率的灵活控制，为后续所提孤岛检测算法的研究奠定基础。
本文研究分析了孤岛效应发生机理，对几种常见的孤岛检测方法如远程检测法、无源检测法和有源检测法进行对比分析。
与此同时，本文介绍了孤岛检测盲区相关描述方法，并采用f 0norm Q C 描述法对常见反孤岛策略的盲区进行了描述，分析了相关参数对盲区分布的影响，并基于所参与科研项目对现有盲区评估标准提出了几点改进建议。
基于对常见孤岛检测算法及其盲区的分析与研究，本文阐述了基于无功功率扰动反孤岛策略的优越性，并对其基本原理进行了分析。
分布式光伏发电低压配电网反孤岛装置研究
分布式光伏发电低压配电网反孤岛装置研究摘要：本文针对光伏发电低压配电网反孤岛效应的危害进行分析探讨，通过研发一种分布式光伏发电低压配电网反孤岛装置，来解决这一问题。
关键词：光伏发电配电网反孤岛效应1.前言随着光伏发电的不断发展，配电网的光伏渗透率也在不断增加，光伏接入对配电网的影响也越来越大，这就对光伏接入配电网的安全稳定运行提出了更高的要求。
孤岛效应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。
孤岛会损害公众供电的质量，且在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。
当电力检修人员在维护接有分布式光伏发电系统网侧线路或设备时，一旦分布式光伏发电的防孤岛保护功能失效，会给相关电力检修人员的现场作业带来隐患，亟需研发适用于电力检修人员操作的低压反孤岛装置，并形成考虑反孤岛装置的相关安全检修管控系统及操作流程。
2.传统反孤岛装置的工作方式传统的孤岛效应检测方法主要包括无源式检测方法与有源式检测方法两种。
无源式孤岛检测方法具有检测速度快、经济性好及实现简单等优点，但是其门槛难以整定，在孤岛匹配度较高时存在较大检测盲区，限制了无源式孤岛检测方法的广泛使用；而有源孤岛检测方法引入了扰动来减小检测盲区，但是电网在正常运行时，有源扰动会影响逆变器的输出电流，导致电流谐波增大，给电网输送的电能质量造成不利影响，严重时造成电网电压波动，甚至导致整个系统失稳。
当前的分布式光伏发电系统的防孤岛保护策略是内部检测法，没有通过与配电网分布式电源监测相互配合以及使用外部检测法实现防止反送电的功能，存在“保护盲区”；当光伏发电与负荷用电接近平衡（±10%以内）时，防孤岛保护功能失效，将给电力检修人员的现场作业带来安全隐患。
而且当检修人员在分布式光伏设备进行作业时，为了防止孤岛情况下低压光伏电源点反送电造成的安全隐患，还需要逐个排查各个光伏逆变器所在的并网点，并手动断开并网开关，工作量大并且容易错漏。
光伏逆变器并网稳定控制与防孤岛保护技术研究
光伏逆变器并网稳定控制与防孤岛保护技术研究随着光伏发电的规模化应用,大量逆变器接入电网,由于电网阻抗的存在,使得逆变器与逆变器之间、逆变器与电网之间发生交互影响,产生了诸如公共耦合点谐波增大、逆变器脱网、非计划性孤岛运行等问题,对电网的安全可靠运行产生重大影响。
为保证光伏逆变器安全可靠、灵活高效接入电网,本文在863课题的支持下,针对逆变器谐振脱网、传统锁相技术对异常电网电压适应性差、多逆变器防孤岛保护失效等问题,进行了系统的分析和研究,取得了一些创新性成果。
揭示了数字控制时间延迟对逆变器稳定性影响的机理,得出了逆变器稳定运行的约束条件。
首先分别建立了逆变器侧电流反馈单环控制和网侧电流反馈单环控制下的逆变器模型,然后在不同数字控制时间延迟条件下,定量分析了控制频率和滤波器谐振频率之间的约束关系。
同时,得出了逆变器稳定时对电流控制器比例增益的约束关系。
揭示了逆变器与电网谐振的机理,提出重塑逆变器输出导纳抑制谐振的新方法。
首先在建立单/多逆变器与电网模型的基础上,发现逆变器等效输出导纳与电网导纳之比的频率特性不满足Nyquist稳定判据,这是引起逆变器-电网谐振的原因。
然后通过数学分析的方法确定了逆变器侧电流反馈单环控制和网侧电流反馈单环控制下的逆变器输出导纳负实部所在的频率区间,得到了改变逆变器的控制频率和电流控制器控制参数均不能彻底消除逆变器输出导纳负实部的结论。
最后提出了基于数字控制和无源阻尼相结合的输出导纳重塑方法,使逆变器等效输出导纳与电网导纳之比满足Nyquist稳定判据。
经仿真验证,所提方法有效抑制了逆变器与电网间相互作用所产生的谐振,提高了逆变器稳定性和对电网的适应性。
提出了一种适用于多逆变器并网系统的孤岛检测新方法。
首先对现有孤岛检测方法进行综合比较分析,指出基于频率正反馈孤岛检测方法适合用来进行多逆变器并网系统孤岛检测。
然后提出了一种基于电力线载波通讯的Sandia频率偏移法,通过合理设计正反馈增益,实现孤岛检测性能与逆变器输出功率解耦,提高了多逆变器并网系统的孤岛检测能力,并且不受逆变器的频率测量误差和线路阻抗的影响。
光伏并网发电系统的孤岛效应及检测措施
SMS
2 f fg m Sin( ) 360 2 fm f 位为°) ; fm ——产生该相角时的频率。 自动移相法是在滑动移相法的基础上进行了改进，加快了在电网断电后的相位 偏移量，但是算法稍复杂，系统参数较多。 依据AFDPF的工作原理，滑动移相法同样可以采用线性的频率正反馈加以简化 ( IM2SMS) 如式(6)，同时引入初始附加相角以出发频率正反馈的有效动作。 (6) M SMS n( f f g ) F ( f f g ) 0 式中 n ——反馈增益; 0 ——常数。 当 f f g 0 时, F ( f f g ) 为1；当 f f g 0 时, F ( f f g ) 为-1[4]。 此检测方法实际是通过移相达到移频， 与主动频率偏移法AFD一样有实现简单、 无需额外硬件、孤岛检测可靠性高等优点，也有类似的弱点，即随着负载品质因数 增加，孤岛检测失败的可能性变大。 3）周期电流干扰检测法（ACD） 周期电流扰动法（Alternate CurrentDisturbances，ACD）是一种主动式孤岛检测 法。对于电流源控制型的逆变器来说,每隔一定周期, 减小光伏并网逆变器输出电流, 则改变其输出有功功率。当逆变器并网运行时, 其输出电压恒定为电网电压；当电 网断电时, 逆变器输出电压由负载决定。每每到达电流扰动时刻,输出电流幅值改变, 则负载上电压随之变化,当电压达到欠电压范围即可检测到孤岛发生。 4）频率突变检测法(FJ) 频率突变检测法是对AFD的修改，与阻抗测量法相类似。FJ检测在输出电流波 形(不是每个周期)中加入死区，频率按照预先设置的模式振动。例如，在第四个周 期加入死区，正常情况下，逆变器电流引起频率突变，但是电网阻止其波动。孤岛 形成后，FJ通过对频率加入偏差，检测逆变器输出电压频率的振动模式是否符合预 先设定的振动模式来检测孤岛现象是否发生。这种检测方法的优点是：如果振动模 式足够成熟，使用单台逆变器工作时，FJ防止孤岛现象的发生是有效的，但是在多
光伏发电分布式防孤岛保护系统分析
光伏发电分布式防孤岛保护系统分析根据光伏孤岛理论，推导出了两种孤岛检测方法，分析两种孤岛检测标准，应用于分布式光伏电站，配置相应保护功能装置，使其保障光伏电网安全稳定运行，提高光伏并网的技术。
标签：光伏发电；分布式；防孤岛保护；装置如今光伏发电站在电力系统中所占的份额越来越大，不仅有集中式大面积光伏，还有分布式小型光伏发电站。
随着科学技术的进步，发展成为分布式光伏电源给负荷供电，组成局部孤网运行。
为避免孤网产生，本文从孤岛的检测方法入手进行阐述。
以被动式检测方法与主動式检测方法的特点为主线，结合配置防孤岛保护，减少孤岛现象给电网运行带来的危害。
1、孤岛状态检测方法目前孤岛检测方法主要分为被动检测和主动检测。
1.1 被动式孤岛检测被动检测就是通过检测孤岛形成前后的频率、电压、功率输出等电气量变化，来判断是否与主电网断开。
主要包括低频低压、高频高压、频率变化率法、矢量相移法和功率波动法等。
低频低压与高频高压检测：因光伏电源并网运行，频率和电压不会有很大的波动，总能够在允许的范围之内。
1.2 主动式孤岛检测主动检测通过对系统施加一个外部干扰，然后监视系统的响应来判断是否形成孤岛，一般是通过改变光伏逆变器有功或无功输出，检测电压和频率的响应变化。
主动检测将向系统施加外部干扰，即使是功率完全平衡的孤岛，也可以通过主动干扰来破坏功率平衡，从而被可靠地检测出来。
当系统中包含多个分布式电源时，各电源主动检测装置发出的干扰信号可能互相影响，降低检测效果。
2、分布式光伏电站防孤岛保护2.1分布式光伏电站防孤岛保护配置为了保证分布式光伏电站的安全稳定运行，根据《光伏发电站设计规范》GB 50797和《光伏发电站接入电力系统设计规范》GB/T50866要求，光伏电站应配置独立的防孤岛保护，其中防孤岛保护应与线路保护、重合闸、低电压穿越能力相配合[1]。
基于上述规定，大批分布式光伏电站使用了孤岛保护装置，分布式光伏电站配置的防孤岛保护装置一般都是故障解列装置。
并网光伏发电系统的反孤岛研究
并网光伏发电系统的反孤岛研究与离网光伏发电系统相比较，并网太阳能发电系统具有更高的电能利用率，太阳能发电系统将光伏阵列发出的电能经逆变器逆变后输送到电网1，并网时需满足以下条件：发电系统的电压频率经逆变器逆变后与并网电压频率相同、系统输出电压的最大值与电网电压最大值相同、经逆变后的电压与电网电压的相角差为零2。
光伏并网发电技术作为快速进展的新能源技术之一，带来的孤岛效应问题也亟待解决。
根据现有的技术，孤岛解决方案分为主动方案和被动方案两种。
当并网断开时，发电系统逆变器输出端的电气参数会因为断开电网而变化，以检测电压、频率、相位变化为依据的是被动式方案，被动式方案在负载所需功率和太阳能发电系统输出功率相等时，频率的变化很小，从而无法检测到孤岛故障。
与被动式不同的是向电网注入扰动来检测孤岛效应的方法则是主动式反孤岛策略，该方法更容易实现，克服了被动式无法检测到频率变化的缺陷。
本文的正反馈主动式频率偏移法的提出加快了检测孤岛故障的速度。
1孤岛效应的发生与检测1.1孤岛效应的发生此处以测试原理图来解释孤岛故障，如图1所示。
从孤岛测试原理图中能够看出，太阳能发电系统经逆变后，经过电气设备与电网连接。
当太阳能发电系统正常工作时，用电感、电阻、电容的并联电路来表示发电系统的负载，太阳能发电系统的输出功率用P+jQ表示。
1.2孤岛效应的检测图2所示为太阳能并网发电结构图。
光伏阵列发出的电经IGBT逆变传送到电网，L1、C2组成滤波器能够同意特定的频率通过，用电容C、电阻R、电感L并联来表示负载。
C1充电后表示直流电源。
光伏阵列发出的电经过逆变器逆变后，能够与电网电压同频同相3，这样才能并网。
在图3所示的示意图中，若开关断开后，就会产生孤岛效应问题，开关断开后，发电系统的电压和频率无法操纵，对本地负载会造成危害，当开关重新闭合时，也会影响电网的电能质量。
局部反孤岛策略如图4所示，反孤岛策略主要分为以下两种：被动式方案是在电网发生断电时，以检测电路中的相关参数为依据的，这种方法检测不到电压频率的变化，造成漏检；主动式是向逆变器输出电流注入扰动引起电压频率变化来推断是否发生了孤岛现象4，对于负载来说，若电容过大或电感过大时会有检测盲区，无法检测到故障。
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摘要：防孤岛保护能够在大电网断电时确保负荷正常供电，降低停电造成的损失；而孤岛的出现会对设备造成损害，对维护人员的人身安全造成危害，对电网的安全和稳定运行产生不利的影响。
在电网恢复电力供应、电压、频率满足容许范围后，将自动关闭并网开关。
其目标是尽量确保光伏发电的效率，同时又不会对全国电网造成严重的影响。
关键词：防孤岛；光伏电站；保护措施引言：在光伏发电系统中存在孤岛现象，也就是在电网因某些故障而导致电压下降时，应该能够迅速监控孤岛，并及时切断与电网的联系。
一旦发生了孤岛现象，将会对电力系统的供电质量和维护人员的生命安全产生不利的影响。
针对这种“孤岛效应”，采用了光电防孤岛防护设备。
防孤岛保护设备可准确地检测并联网点的电压、频率，当电压、频率波动超过一定值时，跳闸出口工作，切断并网。
在低功耗的情况下， GCI通常采用孤岛保护，其基本原则是： GCI通过探测孤岛的工作状况，再进行孤岛保护，从而切断 GCI电源。
孤岛孤岛保护的关键在于GCI的快速、高效的探测。
一、孤岛防护目前常用的孤岛探测技术有源孤岛探测和有源孤岛探测。
被动孤岛探测技术存在着大量的盲点，无法对孤岛进行快速、高效的探测。
主动探测技术可以减少探测的盲区，但是会使 GCI的输出电流变差。
为此，我们设计了一种基于正反馈的频域干扰孤岛检测算法，该算法在不增加干扰 df的情况下，不会使 GCI的输出电流品质变差[1]。
干扰对输出电流的影响很小，因为干扰周期的长度和长度都很短。
一旦电网断电，负荷频率就不能由电网来控制，则会产生一种正向的反馈，从而引起系统的不稳定，同时还会增加干扰，以打破原有的均衡状态，从而导致GCI在正反馈的影响下变得不稳定，如果频率超过一定的频率， GCI就会发现孤岛的存在，从而实现对孤岛的保护。
二、光伏电站中的防孤岛防护功能由电力和负载组成的一种局部电力网，在与主网分离后仍处于隔离状态。
当出现非计划孤岛时由于电力供应状况不明，会对电力系统的维护人员、使用者的人身安全造成危害，是对电网的正常开断，电网无法对孤岛内的电压、频率进行控制，进而对配电装置和使用者设备造成损害。
浅述光伏并网防孤岛问题的主动性预防措施
浅述光伏并网防孤岛问题的主动性预防措施摘要：随着环境问题和能源问题的日益突出，各国都在积极开发新能源，光伏发电设备的使用越来越频繁，孤岛效应发生的概率也增加，由孤岛效应引起的风险已经引起了相关技术人员的广泛关注，解决电网孤岛问题已经成为电网调度运行管理的重点研究课题。
在此基础上，本文讨论了光伏并网发电系统的孤岛效应危害及预防措施。
关键词：光伏并网；发电系统；孤岛效益；措施1 孤岛效应的定义与危害所谓孤岛效应是指当电网因电气故障、自然因素或者误操作而发生停电中断时，各用户端的光伏发电系统没有及时检测出停电状态并脱离市电网络，而是继续保持向电网输送电能，同时与负载形成独立的公共电网无法控制的自给自足的供电孤岛。
孤岛效应不仅给整个电网带来安全隐患，而且降低了整个并网光伏发电系统的效率，主要表现在以下方面：1.1当维修人员对系统进行维护时，出现孤岛现象，因为并网光伏系统继续维持供电的负荷，会危及维修人员的人身安全。
1.2 孤岛效应会导致接地、相间短路等故障，造成电网设备损坏，干扰正常供电系统的自动或手动恢复。
1.3 当孤岛系统与市电网恢复时，一方面，断路器装置的光伏发电系统与电网不同步而破坏，另一方面，恢复并网时，因为电流、电压相位差的影响是非常强的，相关设备会受到损坏。
1.4 单相光伏并网发电系统可能因孤岛效应而导致三相负载供电，造成三相负载相故障，造成三相负荷设备损坏。
2防止出现孤岛效应的方法一般来说，通过孤岛电网系统对电压幅值和频率、相移指数而进行判断，在检测孤岛过程中，主要有主动检测和被动检测两种方法。
在主动检测方法的使用时，第一步会通过并网逆变器的控制，然后输出功率、输出频率和相位会波动，在电网的实际运行中，电网具有自我平衡的能力，干扰不能被检测到，而在电网工作停止时，逆变器的干扰迅速积累，并超过网络允许范围，触摸电路保护，使用这种方法进行检测，有检测盲区小，检测精度高的优点。
而被动检测方法的使用是在公共电网工作停止后，根据并网逆变器的输出电压、输出频率，判断孤岛，使用此方法具有简单、方便的实现判断的优势，但在当电网的电力系统负荷和输出功率一样时，此方法将失败。
光伏并网系统最大功率跟踪及反孤岛运行控制方法研究
光伏并网系统最大功率跟踪及反孤岛运行控制方法研究随着全球能源需求的增长以及环境问题的日益严峻，可再生能源的利用逐渐受到关注。
光伏系统作为一种常见的可再生能源系统，其最大功率跟踪及反孤岛运行控制方法的研究变得尤为重要。
光伏并网系统是指将光伏发电系统与电网相连，使得光伏发电系统能够将多余的电能注入电网，以实现能量的互补利用。
然而，由于光照强度的变化以及光伏阵列的特性，光伏系统的输出功率存在一定的波动性。
因此，光伏并网系统需要进行最大功率跟踪，以确保系统能够以最大效率工作。
最大功率点跟踪（MPPT）技术是一种常用的解决方案。
该技术通过调整光伏阵列的工作点，使得系统能够在不同光照条件下实现最大功率输出。
常见的MPPT技术包括Perturb and Observe（P&O）算法、Incremental Conductance（INC）算法等。
这些算法通过不断调节光伏阵列的工作电压和电流，以寻找到最大功率点。
通过使用MPPT技术，光伏并网系统可以实现高效的能量转换，提高系统的发电效率。
此外，光伏并网系统还需要具备反孤岛运行控制的功能。
孤岛运行是指在电网停电或故障的情况下，光伏发电系统仍然继续运行，形成一个“孤岛”。
这会对电网的安全性和稳定性造成威胁。
因此，光伏并网系统需要具备反孤岛运行控制功能，能够及时检测到电网停电或故障，并采取相应措施使光伏发电系统停止运行。
目前，常见的反孤岛运行控制方法包括电压法、频率法和双向电流法等。
这些方法通过监测电网的电压、频率和电流等参数，判断电网是否正常运行。
一旦检测到电网停电或故障，系统会自动切断与电网的连接，以确保光伏发电系统停止运行，避免形成孤岛。
综上所述，光伏并网系统最大功率跟踪及反孤岛运行控制方法的研究对于提高光伏发电系统的效率和安全性具有重要意义。
通过优化光伏阵列的工作点，最大功率跟踪技术可以提高系统的发电效率。
同时，采取反孤岛运行控制方法可以保证光伏发电系统与电网的安全连接。
分布式光伏逆变器的反孤岛
分布式光伏逆变器的反孤岛引言：随着光伏发电技术的不断发展，分布式光伏逆变器已经成为了光伏发电系统中不可或缺的组成部分。
然而，由于电网故障等原因，光伏逆变器可能会出现孤岛现象，导致电网安全隐患。
因此，如何有效地解决分布式光伏逆变器的反孤岛问题，成为了当前光伏发电领域的研究热点之一。
一、孤岛现象的危害孤岛现象是指在电网故障等情况下，光伏逆变器仍然继续向电网供电，形成一个孤立的电网系统。
这种情况下，如果没有及时采取措施，就会对电网的安全稳定造成严重威胁。
具体表现为：1. 电网质量下降：孤岛现象会导致电网电压、频率等参数失控，从而影响电网的质量。
2. 安全隐患增加：孤岛现象会导致电网与光伏逆变器之间的电压差增大，从而增加电器设备的损坏风险。
3. 经济损失加大：孤岛现象会导致电网停电，从而给企业和居民带来经济损失。
二、反孤岛技术的发展为了解决分布式光伏逆变器的反孤岛问题，研究人员提出了一系列技术方案，包括：1. 电网监测技术：通过对电网电压、频率等参数的监测，及时发现孤岛现象，并采取措施解决。
2. 逆变器控制技术：通过逆变器的控制，使其在检测到电网故障时自动停止向电网供电，从而避免孤岛现象的发生。
3. 电网接口技术：通过改进光伏逆变器与电网之间的接口，使其能够更好地适应电网故障等情况，从而避免孤岛现象的发生。
三、反孤岛技术的应用目前，反孤岛技术已经得到了广泛的应用。
例如，在某些地区，政府已经出台了相关政策，要求所有的分布式光伏逆变器必须具备反孤岛功能。
同时，一些光伏逆变器生产厂家也在不断研发新的反孤岛技术，以满足市场需求。
四、结论分布式光伏逆变器的反孤岛问题是当前光伏发电领域的研究热点之一。
通过电网监测技术、逆变器控制技术和电网接口技术等手段，可以有效地解决反孤岛问题。
随着技术的不断发展，相信反孤岛技术将会得到更加广泛的应用，为光伏发电行业的发展注入新的动力。
一起光伏并网工程中变电站防孤岛控制策略的设置
一起光伏并网工程中变电站防孤岛控制策略的设置摘要：小规模光伏发电等清洁能源不断通过终端常规变电站接入公用电网，本文通过一起光伏并网工程，阐述了光伏发电经常规变电站并网防孤岛运行的控制策略设置。
关键词：光伏并网、变电站、安稳装置、控制策略、防孤岛运行0 引言近来，随着国家政策的支持，环境保护问题的需要，越来越多的光伏入网工程正在实施。
为防止光伏电源随机性对接入电网的影响，一般要求防止光伏电源孤岛运行，即必须在变电站有常规外接电源的情况下，允许光伏电源并网供电。
本文通过一起光伏并网工程项目，研究其中变电站防孤岛运行控制策略的设置。
1 工程简介某地区渔光互补光伏电站分两期接入35千伏北龙变电站，容量分别为6兆瓦和10兆瓦。
根据要求，一期6兆瓦采用10千伏电压等级接至北龙变10千伏母线，新建8公里截面不小于240平方毫米的架空线路作为10千伏送出线路，改造完善北龙变备用185间隔；二期10兆瓦采用35千伏电压等级接至北龙变35千伏母线，新建35千伏间隔一个。
2 一次系统接线方式35千伏北龙变两台主变，35千伏侧为单母线接线方式，10千伏侧为单母分段接线方式。
一期6兆瓦项目通过北光185开关接入10千伏Ⅰ段母线，二期10兆瓦项目通过上电381开关接入北龙变35千伏母线。
北龙变由秦北384线路供电，楼港382开关运行（楼王变楼港382开关热备用），35千伏备自投停用。
上电的光伏可通过秦北384供秦南变35千伏母线。
一次系统接线方式如图1所示。
35千伏上电线为光伏电厂到北龙35kV母线通道，正常运行方式时，北龙变楼港382开关运行，对侧楼王382开关热备用（不考虑光伏供楼王的情况）；秦北384线路运行，秦北线、上电线主供北龙变，10kV北光185线路供北龙变10kV母线；图1 一次系统接线方式3 防孤岛控制策略3.1 北龙变防孤岛控制策略1）装置通过软件区分北龙变不同方式下动作逻辑：方式一：正常运行方式（两台主变运行，10kV分段110开关分位）方式二：单变检修方式（一台主变运行）方式三：并列运行方式（两台主变10kV侧并列运行，即两台主变运行10kV分段110开关合位）方式一对应动作逻辑：① #1变高或#1变低开关跳闸，判光伏线弧岛运行发跳闸命令切除185线开关。
光伏并网柜的防孤岛保护
什么是"孤岛效应"?-光伏并网柜的防孤岛保护装置防孤岛保护是对分布式光伏电站有着重要保护作用的。
即当电网出现电压高、电压低、频率高、频率低故障时，光伏并网开关及时跳闸。
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。
什么是“孤岛效应”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、防孤岛保护·存在的意义据了解，在能源转型的目标下，各省可再生能源占比目标都在相应提高，加上最近光伏成本下降潜力可期，各省的初步规划对于光伏的发展有着非常积极的推动，尤其是光照资源优渥的西部以及东北地区，各省份年均新增规模高达1GW至5GW。
回望刚过去的五年，是中国光伏电站建设快速发展的一段历程，现在光伏行业正昂首阔步迈向新的征程。
根据光伏电站电压等级不同，配置防孤岛保护的要求也不一样。
0.4kV~10kV电压等级分布式光伏电站，只需逆变器具备快速监测孤岛并立即断开与电网连接的能力。
而对于35kV及以上电压等级的光伏电站，主电网继电保护装置必须保证主电网故障时切除光伏电站，此时应配备孤岛保护装置。
防孤岛保护：根据《光伏发电站接入电力系统技术规定》GB/T19964-2012第12.3.3条的规定：“光伏发电站应配置独立的防孤岛保护装置，动作时间应不大于2s。
”以及《光伏发电站接入电力系统设计规范》GB/T50866-2013第6.3.2条的规定：“光伏发电站需要配置独立的防孤岛保护装置，保证电网故障及检修时的安全”。
光伏孤岛效应的预防与控制
光伏孤岛效应的预防与控制光伏孤岛效应是指在光伏系统中，当主电网突然断电时，光伏发电系统仍然继续发电，形成一个孤立的电力系统。
光伏孤岛效应可能会导致安全隐患和设备损坏，因此预防和控制光伏孤岛效应是非常重要的。
为了预防和控制光伏孤岛效应，我们可以采取以下几个措施：1. 使用反岛功能逆变器：反岛功能逆变器是一种特殊的逆变器，能够检测到主电网的状态，并在主电网断电时自动停止发电。
这样可以有效地避免光伏系统形成孤岛。
2. 安装并联保护装置：并联保护装置是一种监测电网状态的装置，它可以检测到主电网的电压和频率是否正常。
当电压或频率异常时，保护装置会自动切断光伏系统的电力输出，避免光伏系统形成孤岛。
3. 设计合理的电力系统：在设计光伏系统时，应考虑到电力系统的可靠性和稳定性。
合理选择逆变器和电力设备，确保其具有较高的抗干扰能力和稳定性，以减少光伏孤岛效应的发生。
4. 加强监测和维护：定期检查光伏系统的电力设备和连接线路，确保其正常工作。
及时修复和更换损坏的设备，以减少光伏孤岛效应的风险。
5. 加强培训和管理：加强对光伏系统操作人员的培训，提高其对光伏孤岛效应的认识和理解。
建立健全的管理制度，确保操作规范和安全可靠。
6. 与电网运营商合作：与电网运营商建立良好的合作关系，及时了解电网的运行状况和要求。
遵守电网运营商的规定，确保光伏系统与电网的安全和稳定运行。
预防和控制光伏孤岛效应是光伏系统安全运行的关键。
通过使用反岛功能逆变器、安装并联保护装置、设计合理的电力系统、加强监测和维护、加强培训和管理以及与电网运营商合作等措施，可以有效地避免光伏孤岛效应的发生，确保光伏系统的安全可靠运行。
同时，光伏系统运营人员也应不断学习和掌握新的技术和方法，以适应光伏系统的发展和变化。
单相单级光伏并网逆变器孤岛检测及反孤制岛控策略研究
单相单级光伏并网逆变器孤岛检测及反孤制岛控策略研究调研报告一、课题研究背景自步入21世纪以来,能源危机和环境问题成为困扰世界各国,制约各国经济社会可持续发展的两大难题。
为有效改善生存环境,促进世界经济发展,实现现代社会的可持续发展,可再生清洁能源的开发与利用正越来越被人类所重视。
太阳能因其可再生、无污染而被公认为未来理想的替代能源之一。
近年来,光伏并网发电作为太阳能的一种直接利用方式而备受关注,其中,光伏并网逆变器的相关技术成为研究的热点。
作为无污染的绿色能源,太阳能正逐渐取代传统化石能源。
而作为太阳能利用的主要形式,光伏并网发电必将得到迅猛发展。
分布式发电是21世纪电力行业发展的重要方向。
随着电网中分布式发电系统数量的日益增多,尤其是基于可再生能源的并网发电装置在分布式发电系统中应用的日益广泛,分布式发电系统发生孤岛效应的可能性增大,孤岛效应发生造成的危险已不容忽视。
对孤岛效应的研究已经进行了二十余年,但大多数都是针对并网逆变器系统的反孤岛保护和测试展开,而没有对分布式发电系统的孤岛效应进行全面而系统的研究。
二、课题研究意义我国与发达国家相比，虽然在太阳能电池产量和太阳能资源方面有着十分巨大的优势，但光伏并网发电技术却十分落后。
目前，我国90%以上的太阳能电池及其组件出口到欧洲和北美等发达国家，实际安装量不到5%，而且光伏发电的核心技术却主要依赖进口，光伏产业和光伏发电之间的发展严重失衡。
近两年，我国传统的光伏产业发展方式也面临着技术的制约以及国内外市场的考验，2011年10月，欧美对我国光伏产业进行的“双反”调查就证明了这一点。
因此，为了促进我国光伏产业的发展、增强光伏领域的核心竞争力、解决能源危机和环境污染等问题，深入开展光伏并网逆变技术的相关研究有着非常重要的现实意义和工程应用前景。
三、光伏并网逆变器概述光伏并网发电系统一般由太阳能光伏阵列、并网逆变器、控制器、储能装置以及本地负载等构成。
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光伏逆变器并网稳定控制与防孤岛保护技术研究随着光伏发电的规模化应用,大量逆变器接入电网,由于电网阻抗的存在,使得逆变器与逆变器之间、逆变器与电网之间发生交互影响,产生了诸如公共耦合点谐波增大、逆变器脱网、非计划性孤岛运行等问题,对电网的安全可靠运行产生重大影响。
为保证光伏逆变器安全可靠、灵活高效接入电网,本文在863课题的支持下,针对逆变器谐振脱网、传统锁相技术对异常电网电压适应性差、多逆变器防孤岛保护失效等问题,进行了系统的分析和研究,取得了一些创新性成果。
揭示了数字控制时间延迟对逆变器稳定性影响的机理,得出了逆变器稳定运行的约束条件。
首先分别建立了逆变器侧电流反馈单环控制和网侧电流反馈单环控制下的逆变器模型,然后在不同数字控制时间延迟条件下,定量分析了控制频率和滤波器谐振频率之间的约束关系。
同时,得出了逆变器稳定时对电流控制器比例增益的约束关系。
揭示了逆变器与电网谐振的机理,提出重塑逆变器输出导纳抑制谐振的新方法。
首先在建立单/多逆变器与电网模型的基础上,发现逆变器等效输出导纳与电网导纳之比的频率特性不满足Nyquist稳定判据,这是引起逆变器-电网谐振的原因。
然后通过数学分析的方法确定了逆变器侧电流反馈单环控制和网侧电流反馈单环控制下的逆变器输出导纳负实部所在的频率区间,得到了改变逆变器的控制频率和电流控制器控制参数均不能彻底消除逆变器输出导纳负实部的结论。
最后提出了基于数字控制和无源阻尼相结合的输出导纳重塑方法,使逆变器等效输出导纳与电网导纳之比满足Nyquist稳定判据。
经仿真验证,所提方法有效抑制了逆变器与电网间相互作用所产生的谐振,
提高了逆变器稳定性和对电网的适应性。
提出了一种适用于多逆变器并网系统的孤岛检测新方法。
首先对现有孤岛检测方法进行综合比较分析,指出基于频率正反馈孤岛检测方法适合用来进行多逆变器并网系统孤岛检测。
然后提出了一种基于电力线载波通讯的Sandia频率偏移法,通过合理设计正反馈增益,实现孤岛检测性能与逆变器输出功率解耦,提高了多逆变器并网系统的孤岛检测能力,并且不受逆变器的频率测量误差和线路阻抗的影响。
最后实验验证了所提方法无检测盲区,防孤岛保护时间短(小于200ms),可靠性高,并且对电能质量影响小。
给出了一种电网电压适应能力强的锁相方法,提高了逆变器并网控制稳定性。
在SRF-PLL小信号模型的基础上,分析了电网电压中的负序分量和电压幅值对传统锁相环性能影响机理。
通过采用解耦双同步坐标系得到电压正序分量,利用正序分量进行锁相,避免了负序分量对锁相效果的影响;通过采用归一化方法消除电压幅值变化对锁相环动态性能的影响。
仿真及实验结果表明,所采用的增强型解耦双同步坐标系锁相环对电网电压的适应性好,鲁棒性强,动态响应快,不受异常电网电压的影响。
研制了 3台10kW三相光伏并网逆变器样机,并搭建了实验平台,验证了理论分析的正确性和所提方法的有效性。