光伏电站的防孤岛保护.docx

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光伏逆变器采用的孤岛检测方法分为两类：

被动式检测方法和主动式检测方法。

光伏电站的防孤岛保护应同时具备主动式和被动式两种，并应设置至少各一种主动和被动防孤岛保护。

一、被动式检测方法

被动式检测方法就是仅监测电压电流等电量的变化而不实施主动扰动，主要方法如下：

1.检测公共点电压和频率

根据电压、频率是否超出正常范围来判断电网的通断状态。

这是孤岛检测中最常用的指标，不需外加任何硬件，但如果不与其他技术配合，会有较大检测盲区。

2.检测电压相位幽卜变（voltagephasejumpdetection）

检测公共点电压相位是否有跳变，从而判断电网是否被断开。

该方法有检测盲区，且阈值难以整定（容、感性负载投切、电动机负载起动等都可能产生较大的电压相位跳变），在缩小孤岛检测盲区与减少误动作方面难以两全。

3.检测谐波的变化（detectionofchangeinharmonics）

通过检测公共点电压谐波的变化来判断孤岛。

该方法也存在检测盲区和阈值难于整定的问题，例如本地负载含非线性负载时，其投切会导致谐波含量的明显变化；而对高品质因数rlc负载，其滤波特性能使失压后的电压谐波也保持在低水平，增加了判别孤岛的难度。

4.检测频率变化率

孤岛发生以后，由于系统的不稳定，频率等电量都比较敏感，其变化率将显著改变，可以通过检测输出频率变化率是否超出限值来判断孤岛的产生。

5.基于人工智能、小波分析等其他方法

通过使用人工智能或者小波分析等方法检测系统是否发生孤岛。

被动式孤岛检测方法的共同缺点是：

阈值难以整定、有检测盲区。

二、主动式检测方法

为弥补被动式检测的不足，人们提出了多种主动式方法来提高孤岛检测的准确率，主要方法如下：

L对有功功率实施扰动

对逆变器的输出电流幅值进行间歇性扰动，使输出有功功率变化，监测公共点电压是否随之变化，从而判断电网是否失压。

该方法的缺点是：

多个光伏发电系统并网时，扰动不同步会使检测的准确性大受影响；即使同步问题能得到较好解决，在多光伏系统并网运行时由于输出功率变化大，也有可能造成电压闪变和电压不稳。

2.对无功功率实施扰动

对逆变器输出无功功率进行扰动，由其引起的频率变化及频率变化率来判断孤岛。

3.插入负载

周期性地在逆变器输出端插入某一负载（如电容）并监测电量的相应变化。

与纯粹被动式监测相位跳变相比，这种办法更有效。

4.主动移频移相技术

对逆变器输出电流的相位（频率）施加扰动。

当电网正常时公共点频率和相位受电网电压的钳制，扰动对电压不起作用，一旦电网被断开，按正反馈控制的扰动量会把公共点频率推离正常范围，从而判断出孤岛。

该办法有较高的准确性，有检测盲区小、易于实现等优点。

该技术的检测盲区主要集中在负载品质因数较高、光伏逆变器输出有功/无功与本地负载消耗的有功/无功相匹配的情况中。

5.输出电压正反馈

对逆变器的输出电流构造正反馈，根据公共点电压的波动修改电流给定，使电压越高,电流给定越大。

这样在电网断开后，逆变器的输出电压波动因电流给定的改变被人为放大，从而偏离正常范围，检测出孤岛状态。

6.检测电网阻抗变化

主动式电网阻抗检测方法分瞬态法（transientactivemethods）和稳态法（steady-stateactivemethods）o与前面提到的主动式孤岛检测方法相比，检测电网阻抗对逆变器控制的硬件配置要求较高。

信号注入（signalinjection）是稳态法中的一种高效的电网阻抗检测方法，其机理是逆变器向电网注入电网不会自主产生的属于非特征频率的谐波电流，通过信号处理技术得到电压在该频率的分量，从而计算线路阻抗，该法有较高的准确度，在对硬件要求上比瞬态法低，无需添加额外硬件，但要达到一定的精度要求，对处理器、a/d转换精度要求较高。

信号注入进行阻抗计算时，注入信号的频率应靠近工频，且注入处应为唯一的信号源，否则会影响阻抗计算的准确性。

将信号注入法应用于多光伏发电系统并网运行的孤岛检测时，须对算法进行特殊处理以减少逆变器孤岛检测的彼此干扰。

阻抗法有一个共同弱点：

实现技术复杂。

瞬态法需要高性能的信号传感器和高精度a/d转换器，并需要进行不同频率信号的处理。

即使计算量相对较小的稳态法也需要通过傅立叶分析分捡出指定频率的信号用于阻抗计算。

计算阻抗的理论虽不复杂，但实现中有一系列问题，比如电压、电流检测不同步对阻抗的计算精度有影响、注入信号强度偏小影响测量精度、偏大对电网电能质量有不良影响等。

为提高检测精度，需要提高相应检测回路的配置，使孤岛检测的成本增加。

从检测效果看，移频移相法、电压正反馈法、电网阻抗法都是非常高效的主动式检测方法，其中电压正反馈法和移频移相法运算量小，实现容易，无需添加任何硬件，较适用于多光伏发电系统并网。

然而主动检测法需对逆变器的输出施加扰动，影响了并网电能质量。

对电能质量产生不良影响是阻碍主动式孤岛检测方法广泛使用的重要因素。

本信息来源于太阳能人才网I原文链接：

http:

//www.solar001.com/infbmation/showinfo.aspx?

id=l7963