微電網(wǎng)孤島檢測理論及方法研究

1、    微電網(wǎng)孤島檢測理論及方法研究    張繼紅+吉喆摘 要：微電網(wǎng)孤島檢測的方法，一般情況下可分為三類：主動檢測方法、被動檢測方法和開關(guān)狀態(tài)檢測方法。其中主動式頻率偏移孤島效應(yīng)檢測法作為一種相對較為成熟的技術(shù)，兼有檢測效率高、靈敏度高、實(shí)現(xiàn)簡單的優(yōu)點(diǎn)。但是此技術(shù)也具有相應(yīng)的弊端，系統(tǒng)的品質(zhì)因數(shù)較高時(shí)，主動頻率偏移檢測法會產(chǎn)生一些延遲，這將不利于孤島檢測，導(dǎo)致檢測失敗。針對傳統(tǒng)主動頻率偏移法的缺點(diǎn)，對擾動波形實(shí)行進(jìn)一步的優(yōu)化，研發(fā)了一種新型的檢測方法。與傳統(tǒng)的檢測法方法相比，采取新方法進(jìn)行孤島檢測時(shí)，產(chǎn)生的總諧波失真量減小了，而且檢測速度提高，改善了檢

2、測盲區(qū)。關(guān)鍵詞：微電網(wǎng)；孤島檢測；主動頻率偏移法1 概述在全球氣候變暖和環(huán)境污染嚴(yán)重的問題之下，世界各國將研究的重點(diǎn)投向風(fēng)能、太陽能等等這些新能源的領(lǐng)域，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、綠色可持續(xù)發(fā)展的道路。微電網(wǎng)技術(shù)地提出能夠很好地順應(yīng)我國的基本國情，是近幾年發(fā)展起來的比較新型的電網(wǎng)模式1。本文主要針對微電網(wǎng)孤島檢測理論及方法進(jìn)行研究，面對著地球資源的日趨浪費(fèi)、枯竭，順應(yīng)了國家的可持續(xù)發(fā)展道路，提出了分布式發(fā)電技術(shù)中的新型孤島檢測方法以順應(yīng)國家發(fā)展新能源的政策。2 微電網(wǎng)的定義及優(yōu)勢微電網(wǎng)它也叫為微網(wǎng)，它通常由分布式電源、儲能裝置、負(fù)荷、能量轉(zhuǎn)換裝置等組成的一種規(guī)模不大的新型供配電系統(tǒng)。它可以不借助外力實(shí)

3、現(xiàn)自我控制、自我保護(hù)、自我管理的一種自治系統(tǒng)，微電網(wǎng)不僅能夠和大電網(wǎng)配合使用，也能夠自己獨(dú)自工作2。同集中式大電網(wǎng)相比較，微電網(wǎng)系統(tǒng)主要利用是“自發(fā)自用、余量上網(wǎng)、電網(wǎng)調(diào)劑”的有運(yùn)行機(jī)制。它與負(fù)荷側(cè)接近，這就在很大程度上減少了遠(yuǎn)程輸送的費(fèi)用并且降低了在傳輸過程中的線路損耗，不僅如此還節(jié)約了電力的投資及運(yùn)行成本3。3 微電網(wǎng)的孤島效應(yīng)近幾年，孤島成為了電力系統(tǒng)研究界的新寵兒，即使提出微電網(wǎng)技術(shù)，但是孤島依然是問題的核心。伴隨著分布式發(fā)電和微電網(wǎng)在技術(shù)方面越來越成熟，孤島運(yùn)行越來越成為研究學(xué)者感興趣的課題。由分布式電源和微電網(wǎng)組成的系統(tǒng)當(dāng)出現(xiàn)系統(tǒng)故障或者是系統(tǒng)檢修而跳閘時(shí)，每個(gè)獨(dú)立的分布式電源沒能

4、很快的感應(yīng)到停電，從主系統(tǒng)中脫離出來形成一個(gè)通過分布式電源持續(xù)的給周圍負(fù)荷供電的這樣一個(gè)孤島。孤島運(yùn)行它又被叫做孤島效應(yīng)，它是從主系統(tǒng)中脫離出來的某部分配電網(wǎng)絡(luò)。通過一個(gè)或幾個(gè)分布式電源單獨(dú)供電，以系統(tǒng)固定的電壓頻率持續(xù)工作。孤島它主要包含分布式電源、負(fù)荷、獨(dú)立的有源配電網(wǎng)4。4 孤島檢測方法微電網(wǎng)孤島檢測的方法，一般情況下可分為三類：主動檢測方法、被動檢測方法和開關(guān)狀態(tài)檢測方法5。其中應(yīng)用最廣泛的方法是主動檢測法中的頻率偏移檢測法（afd）。由于傳統(tǒng)的afd法存在著檢測盲區(qū)，所以為了降低檢測盲區(qū)的存在以及擾動對電能質(zhì)量的危害，也為了降低由負(fù)載性質(zhì)導(dǎo)致的孤島檢測失敗，提出了帶判斷負(fù)載性質(zhì)的正反

5、饋頻率偏移檢測法。圖1所描述的是判斷負(fù)載并施加正反饋改進(jìn)afd微電網(wǎng)孤島檢測方法流程圖，從上圖可以看出，首先給系統(tǒng)施加一定的擾動，當(dāng)投入擾動，觀察注入的電網(wǎng)電流以及正常的電網(wǎng)電壓頻率的多少，通過大小的比較進(jìn)而決定以下的流程走向。帶判斷負(fù)載性質(zhì)的正反饋頻率偏移法有效的把孤島檢測的被動法和主動法有效的結(jié)合。此種方法主要是利用控制并網(wǎng)逆變器從而達(dá)到控制系統(tǒng)的輸出擾動實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的孤島檢測。換句話即是在改進(jìn)的頻率偏移法的一種新算法。他的主要工作原理即是：首先利用數(shù)據(jù)采集模塊然后對公共連接點(diǎn)的電壓進(jìn)行采集，此后通過鎖相環(huán)的作用來得到電壓的具體相位和頻率。在此種孤島檢測的方法中首先建模，然后對新算法改寫，這在

6、其中有：過/欠電壓、過/欠頻率和帶判斷負(fù)載性質(zhì)的正反饋主動頻率偏移法；pwm驅(qū)動模塊的作用主要能夠產(chǎn)生pwm波動，用來通過改變電力電子器件來實(shí)現(xiàn)電流的改變。在此系統(tǒng)中，將會投入突變量的擾動，此突變量擾動的目的即為通過基波分量用來產(chǎn)生出一定的偏移相角，并且沒有大的擾動來對系統(tǒng)進(jìn)行干擾。當(dāng)系統(tǒng)工作在并網(wǎng)運(yùn)行中時(shí)，公共連接點(diǎn)因?yàn)樵诖箅娋W(wǎng)的作用下，即使存在著多種的電流擾動也不可能使公共連接點(diǎn)的電壓發(fā)生改變，因此逆變器與大電網(wǎng)的頻率保持同步，輸出的電流和電網(wǎng)的電壓也會存在相同的相位。若是系統(tǒng)突然出現(xiàn)故障時(shí)，此時(shí)負(fù)載的阻抗與并網(wǎng)逆變器的輸出電流將會對逆變器的輸出電壓、頻率造成影響。利用此種檢測方法，它通常會對鄰近的兩個(gè)周期進(jìn)行比較，同時(shí)觀察注入的電網(wǎng)電流以及正常的電網(wǎng)電壓頻率的多少，從而對系統(tǒng)所帶的負(fù)載的性質(zhì)進(jìn)行判斷。最后利用上述確定的負(fù)載性質(zhì)對擾動信號實(shí)施正反饋的作用。此種檢測方法能夠很好地減少了由負(fù)載性質(zhì)對系統(tǒng)造成的影響，同時(shí)這在一定程度上提高了電能的質(zhì)量，符合用電的安全可靠性，實(shí)現(xiàn)了用戶對用電的需求，關(guān)鍵的一點(diǎn)還減少了孤島檢測所需要的時(shí)間。參考文獻(xiàn)1熊陽.關(guān)于優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)的探討j.科技風(fēng)，2012，07：147.2牛沖宣.微電網(wǎng)的孤島檢測與孤島劃分d.天津大學(xué)，20083閆立偉.微電網(wǎng)中光