微电网孤岛检测理论及方法研究

1、    微电网孤岛检测理论及方法研究    张继红+吉喆摘 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

2、测盲区。关键词：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

3、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。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统检修而跳闸时，每个独立的分布式电源没能

4、很快的感应到停电，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源、负荷、独立的有源配电网4。4 孤岛检测方法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5。其中应用最广泛的方法是主动检测法中的频率偏移检测法（afd）。由于传统的afd法存在着检测盲区，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，提出了带判断负载性质的正反

5、馈频率偏移检测法。图1所描述的是判断负载并施加正反馈改进afd微电网孤岛检测方法流程图，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，通过大小的比较进而决定以下的流程走向。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动法和主动法有效的结合。此种方法主要是利用控制并网逆变器从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先建模，然后对新算法改写，这在

6、其中有：过/欠电压、过/欠频率和带判断负载性质的正反馈主动频率偏移法；pwm驱动模块的作用主要能够产生pwm波动，用来通过改变电力电子器件来实现电流的改变。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，输出的电流和電网的电压也会存在相同的相位。若是系统突然出现故障时，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。参考文献1熊阳.关于优化电网运行技术的探讨j.科技风，2012，07：147.2牛冲宣.微电网的孤岛检测与孤岛划分d.天津大学，20083闫立伟.微电网中光