計及非線性負(fù)載的分布式發(fā)電系統(tǒng)孤島檢測研究.pdf

1、隨著近年來能源和環(huán)境問題的日益突出，對可再生能源的利用得到了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。分布式發(fā)電是利用可再生能源的有效手段，越來越多的可再生能源通過逆變器并接到電網(wǎng)上。分布式發(fā)電系統(tǒng)在并入電網(wǎng)時帶來了一個重要的保護(hù)問題，即孤島效應(yīng)。
　　并網(wǎng)逆變器是分布式發(fā)電系統(tǒng)接入電網(wǎng)的核心部分。本文以三相電壓型逆變器為代表進(jìn)行研究，分析了三相并網(wǎng)逆變器的數(shù)學(xué)模型及其雙環(huán)控制策略，并在PSCAD/EMTDC上搭建了恒功率控制三相并網(wǎng)逆變器的仿真模型，在

2、此基礎(chǔ)上，搭建了反孤島測試電路的仿真模型。
　　在孤島檢測基本原理方面，本文對電壓/頻率檢測方法進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上，深入分析其在△P×△Q坐標(biāo)系中的檢測盲區(qū)(Non-Detection Zone，NDZ)。根據(jù)諾頓原理分析了電壓諧波檢測法，電壓諧波法雖然不存在檢測盲區(qū)，但在偽孤島情況下容易誤動，且傳統(tǒng)的反孤島測試電路不適用于電壓諧波檢測方法的測試。同時，研究了功率擾動檢測法，指明了功率擾動量需要滿足的條件，功率擾動法對并網(wǎng)電能

3、質(zhì)量的影響主要在于擾動切換導(dǎo)致的電流諧波。
　　目前，在研究孤島現(xiàn)象時通常采用線性RLC負(fù)載模型，不能準(zhǔn)確反映非線性負(fù)載所帶來的問題，為了更好地評估孤島檢測的實際性能，在傳統(tǒng)的反孤島測試電路的基礎(chǔ)上，給出一種帶整流性負(fù)載的反孤島測試電路，分析了整流性負(fù)載對電壓/頻率檢測法的影響，并對電壓諧波法進(jìn)行了測試。仿真結(jié)果表明，整流性負(fù)載的存在會導(dǎo)致電壓/頻率檢測法的檢測盲區(qū)發(fā)生偏移，且偏移程度與整流性負(fù)載參數(shù)的大小有關(guān);同時，帶整流性負(fù)載

4、的測試電路能準(zhǔn)確反映孤島情況下電壓諧波的實際響應(yīng)特性，且電壓諧波的大小與整流性負(fù)載電阻的大小有關(guān)。
　　在傳統(tǒng)反孤島測試電路基礎(chǔ)上，確定了功率擾動法需要的最小功率擾動量的表達(dá)式，提出了自適應(yīng)功率擾動法(Adaptive Power Disturbance，APD)。利用電壓諧波啟動功率擾動，進(jìn)而提出了基于電壓諧波和自適應(yīng)功率擾動的混合式反孤島策略。該方法既成功消除了檢測盲區(qū)，也保證了在偽孤島情況下不會誤動作，同時，盡可能減小了功率