有源配電網(wǎng)的故障檢測和保護(hù)

1、電力系統(tǒng)故障檢測與保護(hù)2013年1月15日有源配電網(wǎng)的故障檢測和保護(hù)0 引言為了滿足用戶對電能日益增長的需要，保證用電的可靠性和電能質(zhì)量，太陽能發(fā)電、燃料電池、風(fēng)能等分布式電源(Distributed Generation, DG)并網(wǎng)發(fā)電變得越來越普遍。分布式電源通常連接到配電網(wǎng)上，直接向當(dāng)?shù)刎?fù)荷供電，其容量一般小于50MW1,2。傳統(tǒng)配電網(wǎng)中由于DG的大量接入，形成了有源配電網(wǎng)(Active Distribution Network)，也叫主動配電網(wǎng)。有源配電網(wǎng)指的就是DG高度滲透、功率雙向流動的配電網(wǎng)絡(luò)。所謂“高度滲透”是指分布式電源容量足夠大，接入分布式電源對配電網(wǎng)的潮流、短路電流產(chǎn)生

2、了實質(zhì)性的影響，使得傳統(tǒng)配電網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計、保護(hù)控制、運行管理方法不再有效。有源配電網(wǎng)的概念是相對于對DG接入容量做出嚴(yán)格限制的配電網(wǎng)而提出的，它是讓DG盡可能地多發(fā)電(特別是對可再生能源)、充分地發(fā)揮其對配電網(wǎng)的積極作用以及節(jié)省整體投資，DG的容量客觀上是可以替代一部分配電容量的3。因此，考慮DG對配電容量的替代作用，是有源配電網(wǎng)的一個重要特征。有源配電網(wǎng)使配電系統(tǒng)發(fā)生了根本性的變化：將一個輻射式的配電網(wǎng)絡(luò)變?yōu)橐粋€遍布電源和用戶互聯(lián)的配電網(wǎng)絡(luò)，其目的是加大配電網(wǎng)對于可再生能源的接納能力、提升配電網(wǎng)資產(chǎn)的利用率、延緩配電網(wǎng)的升級投資，以及提高用戶的用電質(zhì)量和供電可靠性。有源配電網(wǎng)作為未來智能配電

3、網(wǎng)的一種發(fā)展模式，歐美國家正積極開展相關(guān)技術(shù)的研究。目前，歐盟已經(jīng)在丹麥、西班牙以及英國等地深入開展了有源配電網(wǎng)技術(shù)研究及示范工程建設(shè)。其中最具影響力的是歐盟FP6主導(dǎo)的ADINE（即active distribution network）示范工程，其核心理念是利用自動化、信息、通信，以及電力電子等新技術(shù)實現(xiàn)對大規(guī)模接入DG的配電網(wǎng)進(jìn)行主動管理（active network management）4。ADINE示范工程通過實例演示了有源配電網(wǎng)管理系統(tǒng)是如何與含大規(guī)模DG的有源配電網(wǎng)進(jìn)行交互，從而解決有源配電網(wǎng)中的保護(hù)、電壓控制、電能質(zhì)量、故障穿越和孤島運行等一系列問題。ADINE示范工程的實例

4、表明，通過有源配電網(wǎng)管理技術(shù)，DG在配電網(wǎng)的接入更加容易，還可以優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的運行狀況。2012年以來，中國也在大量開展有源配電網(wǎng)及其相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的深入研究。本文將闡述有源配電網(wǎng)的含義及其內(nèi)在特征，并在此基礎(chǔ)上系統(tǒng)論述有源配電網(wǎng)孤島保護(hù)相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)。1 有源配電網(wǎng)的含義及特征根據(jù)CIGREC6.11工作組的工作報告，有源配電網(wǎng)可定義為：可以綜合控制分布式能源（DG、柔性負(fù)載和儲能）的配電網(wǎng)，可以使用靈活的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)潮流的有效管理，分布式能源在其合理的監(jiān)管環(huán)境和接入準(zhǔn)則基礎(chǔ)上承擔(dān)對系統(tǒng)一定的支撐作用。有源配電網(wǎng)在微網(wǎng)對于DG協(xié)調(diào)控制技術(shù)的基礎(chǔ)上，注重信息價值的作用，并且采用自上而下的設(shè)計理念，同時

5、關(guān)注局部區(qū)域的自主控制（如微網(wǎng)）和全網(wǎng)的最優(yōu)協(xié)調(diào)，是一種可以兼容微網(wǎng)及其他新能源集成技術(shù)的開放體系結(jié)構(gòu)，是智能配電網(wǎng)發(fā)展的高級階段。此外，從規(guī)模效益來看，有源配電網(wǎng)是在整個配電網(wǎng)層面對可再生能源進(jìn)行消納，其對于可再生能源的接入半徑更大，可接入的可再生能源容量規(guī)模更大，因此對綠色清潔能源的利用也更多4。有源配電網(wǎng)與傳統(tǒng)的配電網(wǎng)有明顯的區(qū)別，主要表現(xiàn)以下幾個方面4。1）間歇式能源消納傳統(tǒng)的配電網(wǎng)采用就地消納間歇式能源模式，若間歇式能源所發(fā)電力過剩，配電網(wǎng)本身沒有調(diào)節(jié)能力，無法上送配電網(wǎng)，只能降低其出力運行；而有源配電網(wǎng)具有消納間歇式能源的調(diào)節(jié)能力，若間歇式能源所發(fā)電力過剩，在滿足配電網(wǎng)運行約束的條

6、件下，通過柔性負(fù)荷以及多層次電網(wǎng)的分層消納能力消納過剩的間歇式能源。2）DG的調(diào)度傳統(tǒng)的配電網(wǎng)中DG用來平衡本地負(fù)載，由于功率無法上送至配電網(wǎng)，無法參與配電網(wǎng)的最優(yōu)潮流運行；而在有源配電網(wǎng)中，通過源網(wǎng)的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，將DG作為可控可調(diào)度機(jī)組參與最優(yōu)潮流的運行調(diào)度。3）DG的保護(hù)傳統(tǒng)的配電網(wǎng)出現(xiàn)故障時，DG退出運行；而在有源配電網(wǎng)中，當(dāng)配電網(wǎng)出現(xiàn)故障時，允許在有源配電網(wǎng)的管理系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制下，繼續(xù)給非故障區(qū)域的重要負(fù)荷供電。4）DG的監(jiān)控傳統(tǒng)的配電網(wǎng)中獨立建立DG監(jiān)控系統(tǒng)，無法與配電自動化協(xié)調(diào)控制；而在有源配電網(wǎng)中，DG監(jiān)控系統(tǒng)與配電自動化系統(tǒng)實現(xiàn)源網(wǎng)協(xié)調(diào)的一體化設(shè)計，可以協(xié)調(diào)DG與配電網(wǎng)的控制。

7、主動配電網(wǎng)是未來大容量DG以及多個微網(wǎng)接入電網(wǎng)運行的主要渠道。2 有源配電網(wǎng)的孤島保護(hù)在有源配電網(wǎng)中，分布式電源并網(wǎng)運行會帶來一系列問題，孤島(Islanding)就是其中之一。一般來說，在與主系統(tǒng)分開以后，非計劃孤島內(nèi)的功率是不平衡的，若長時間運行，必然會導(dǎo)致孤島系統(tǒng)中電壓和頻率的嚴(yán)重偏離，造成DG及其周圍負(fù)荷用電設(shè)備的嚴(yán)重?fù)p壞。此外，若在主配電系統(tǒng)側(cè)故障，配電系統(tǒng)側(cè)保護(hù)裝置動作跳閘后，非計劃孤島系統(tǒng)中的DG仍有可能繼續(xù)向故障點提供短路電流，使故障得以維持，絕緣無法恢復(fù)，將會導(dǎo)致系統(tǒng)側(cè)重合閘、備自投或故障后配網(wǎng)重構(gòu)等無法正確運行，危害事故處理人員的人身安全。因此，需要配置孤島保護(hù)，在非計劃性

8、孤島方式讓DG退出運行。根據(jù)所利用信息的不同，孤島保護(hù)可分為基于通信的保護(hù)與基于本地測量信號的保護(hù)兩類，而基于本地測量信號的保護(hù)又根據(jù)所利用信息的來源分為無源保護(hù)與有源保護(hù)?；谕ㄐ诺墓聧u保護(hù)是利用在系統(tǒng)中傳輸斷路器跳閘信號或載波信號，通過檢測信號綜合判斷是否出現(xiàn)孤島運行。無源保護(hù)通過檢測并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)與電網(wǎng)連接處電壓或頻率等的變化來判斷是否出現(xiàn)孤島運行。有源保護(hù)是在DG的輸出中加入擾動信號，通過檢測系統(tǒng)中電壓、頻率以及阻抗等的相應(yīng)變化，以確定電網(wǎng)的存在與否。圖1 分布式電源并網(wǎng)運行系統(tǒng)圖2.1 基于通信的孤島檢測方法目前提出的基于通信的孤島檢測方法主要有兩種，一種是傳輸斷路器跳閘信號孤島檢測法

9、，一種是電力線載波通信孤島檢測法（簡稱載波孤島保護(hù)）。1. 傳輸斷路器跳閘信號孤島檢測法5,6它是監(jiān)控所有DG與電網(wǎng)之間的斷路器和自動重合閘的狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)有開關(guān)操作使一部分配電網(wǎng)與主網(wǎng)脫離，即通過中央處理算法確定孤島范圍，跳開分布式電源并網(wǎng)開關(guān)。該方法的優(yōu)點是實時性強(qiáng)，檢測速度快，穩(wěn)定性高；對電網(wǎng)系統(tǒng)正常運行無影響。主要缺點是成本高、執(zhí)行復(fù)雜；對于多重網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，需要一個中央算法處理；當(dāng)自動重合閘和配電線路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生變化時，運算算法需要及時更新配電網(wǎng)拓?fù)湫畔ⅲ粸楸ＷC方案的可靠性，必須連續(xù)發(fā)送信號，所以需要大量的通信做支持，對于無線電和電話線不能覆蓋的有源配電網(wǎng)，若采用此方法代價難以評估3。

10、2. 載波孤島保護(hù)7載波孤島保護(hù)的原理圖如圖2所示。從變電站母線向系統(tǒng)注入載波信號，利用電力線路將信號在配電網(wǎng)中傳輸開來，每個DG設(shè)備均裝設(shè)信號接收器，如果接收器沒有檢測到該注入信號，則說明變電站和該DG設(shè)備之間的斷路器可能跳閘，認(rèn)為DG處于孤島運行狀態(tài)，孤島保護(hù)立即動作，將DG從電網(wǎng)中切除。其中，信號發(fā)生器有幾個輔助輸入，任一輸入停止發(fā)送信號都將導(dǎo)致信號發(fā)生器停止向系統(tǒng)注入信號，使DG從電網(wǎng)中切除。圖2 載波孤島保護(hù)原理該方案能可靠執(zhí)行，必須滿足以下幾點要求：l)注入信號必須是連續(xù)的。因為一旦信號中斷，基于以檢測信號的連續(xù)性為基礎(chǔ)的該方案，可能認(rèn)為DG與變電站母線之間的斷路器跳閘，導(dǎo)致保護(hù)誤

11、動作。2)注入信號在整個有源配電網(wǎng)中能可靠地傳輸，經(jīng)過變壓器或系統(tǒng)對地電容時信號衰減不能太大。因為變壓器的串聯(lián)電感將中斷高頻信號，所以注入信號必須使用低頻信號。3)注入信號應(yīng)與電力系統(tǒng)中的任何可能產(chǎn)生的信號區(qū)別開來。為了方便檢測，不受電力系統(tǒng)中其他固有信號的干擾，次諧波信號或不同頻率信號的混合信號是比較理想的選擇。該方法的優(yōu)點是當(dāng)配電網(wǎng)中的分布式電源密度增加時，信號發(fā)生器仍可以共用，不需要增加；信號接收器只檢測信號的連續(xù)性，可靠性相對較高；不受配電網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化的影響；注入信號對系統(tǒng)計量、檢測等干擾較小，對輸出電能質(zhì)量和系統(tǒng)的暫態(tài)響應(yīng)影響很??；利用電力線本身作為信號的通道，易于實現(xiàn)，投資相對

12、較小。缺點是信號發(fā)生器為低壓設(shè)備，需通過一個升壓變壓器連接在變電站母線上，如果有源配電網(wǎng)中只有一臺或兩臺分布式電源，成本需要考慮；系統(tǒng)中的噪聲和諧波等干擾信號可能影響信號接收器對載波信號的檢測結(jié)果，注入的載波信號可能干擾其它電力線路載波通信，如自動讀表等。另外，該方法沒有考慮信號發(fā)生裝置故障和系統(tǒng)故障等因素對信號傳輸和信號接收情況的具體影響，保護(hù)存在誤動和拒動的可能，檢測原理還需要進(jìn)一步完善，離實用化還有很大的距離。2.2 無源保護(hù)方法（被動式孤島保護(hù)方法）被動法是通過檢測電網(wǎng)斷電時逆變器輸出的端電壓幅值、頻率、相位、諧波是否出現(xiàn)異常來判斷是否產(chǎn)生孤島。主要包括低頻低壓、高頻高壓、關(guān)鍵電量變化

13、率檢測法、矢量移向法和功率波動法等。1. 低頻低壓與高頻高壓檢測8,9DG并網(wǎng)運行時，頻率和電壓不會有很大的波動，總能夠在允許的范圍之內(nèi)。出現(xiàn)孤島時，若干負(fù)荷不匹配，則頻率和電壓的很難維持穩(wěn)定，由此可以作為孤島發(fā)生的判據(jù)。頻率判據(jù)：當(dāng)檢測到的頻率在49.550.5 Hz之間時，認(rèn)為DG處于并網(wǎng)狀態(tài)，而低于49.5Hz或高于50.5Hz時，認(rèn)為DG處于孤島狀態(tài)。電壓判據(jù)：當(dāng)檢測到的電壓在電網(wǎng)額定電壓的90108%之間時，認(rèn)為DG處于并網(wǎng)運行狀態(tài)。而低于90%或高于108%時，認(rèn)為DG處于孤島狀態(tài)。利用低頻低壓與高頻高壓法檢測孤島狀態(tài)的優(yōu)點是原理簡單、實現(xiàn)方便，但由于僅反映頻率及電壓的大小，容易受

14、重負(fù)荷切換或大電源跳閘等原因引起的頻率、電壓變化的影響，誤動率較高。此外，如果孤島部分的功率基本平衡或發(fā)電機(jī)有一定的調(diào)節(jié)能力，形成孤島以后頻率電壓也可能基本不變，或變化不超出整定的范圍,將會造成孤島狀態(tài)的漏檢。所以這種檢測方式一般僅用在較小容量的分布式發(fā)電設(shè)備上或僅作為一種輔助的檢測手段。2. 電壓諧波檢測法10電壓諧波檢測法的原理是通過監(jiān)控逆變器端電壓的總諧波畸變(THD)，一旦THD超出了設(shè)定的閡值，就會檢測到孤島的發(fā)生。在逆變器的輸出電流中總是會不可避免地包含一些諧波信號，并網(wǎng)運行的時候，由于電網(wǎng)是低阻抗電壓源，所以逆變器的端電壓諧波畸變非常低，諧波畸變數(shù)值當(dāng)發(fā)生孤島現(xiàn)象時，逆變器的端阻

15、抗將會增大，這導(dǎo)致輸出諧波電流促使端電壓電壓諧波也增大。3. 關(guān)鍵電量變化率檢測法11孤島發(fā)生以后，由于系統(tǒng)的不穩(wěn)定，功率、頻率等電量都比較敏感，其變化率將增大，可以通過檢測功率變化率、頻率變化率、諧波畸變率、不平衡度、頻率對功率的偏導(dǎo)等變量值是否超出限值來判斷孤島的產(chǎn)生。4.一種新的被動式孤島檢測方法12,13該方法以并網(wǎng)公共連接點(point of common coupling, PCC)處頻率變化與負(fù)荷電壓變化之比作為檢測指標(biāo)，利用其計算值與所給門檻值相比較來判斷并網(wǎng)系統(tǒng)是否發(fā)生孤島現(xiàn)象。該方法檢測盲區(qū)較小。被動檢測法優(yōu)點：由于并網(wǎng)逆變器本身的控制策略就需要檢測端電壓，此法不需要增加額

16、外的硬件電路或者獨立的保護(hù)繼電器；對電網(wǎng)無干擾，對電能質(zhì)量無影響；在多臺逆變器下，檢測效率不會降低。被動檢測法缺點：檢測盲區(qū)（NDZ）較大；門檻閾值難以設(shè)定，既要高于正常運行時的值，又要小于孤島時的值。為了減小NDZ，常提高裝置的靈敏度，但會引發(fā)設(shè)備無故障誤跳閘，影響系統(tǒng)的正常運行；在某些特定的情況下，NDZ很大；某些參數(shù)不能直接測量，需要復(fù)雜的計算才能得到，其計算誤差以及計算時間對檢測效果也會產(chǎn)生影響。被動法適用范圍：被動法一般與主動法結(jié)合起來運用，應(yīng)用于負(fù)載頻率變化不大，且與逆變器的功率輸出不匹配的場合。2.3 有源保護(hù)方法（主動式孤島保護(hù)方法）主動檢測通過控制DG對系統(tǒng)施加一個外部干擾，

17、然后監(jiān)視系統(tǒng)的響應(yīng)來判斷是否形成孤島，一般是通過調(diào)制DG的有功或無功輸出，檢測電壓和頻率的響應(yīng)變化。主要包括阻抗測量法、特定頻率的阻抗測量法、電抗插入法、Sandia電壓偏移法、輸出功率擾動法、主動頻率偏移法、帶正反饋的主動頻率偏移法、頻率突變檢測法、滑模頻率漂移法、自動相位偏移法、Sandia頻率偏移法、電壓前饋正反饋檢測法、負(fù)序電壓正反饋檢測方法等。1. 阻抗測量法(主動電流干擾法)14它通過逆變器向電網(wǎng)周期性地注入電流幅值擾動，使其輸出功率發(fā)生變化，進(jìn)而使輸出電壓改變。當(dāng)并網(wǎng)運行時，由于電網(wǎng)阻抗很小，由電流幅值變動產(chǎn)生的電壓改變很小；當(dāng)電網(wǎng)斷開時，由于負(fù)載阻抗較大，引入擾動后的電流與負(fù)載

18、阻抗相乘得到的電壓會明顯地變化，觸發(fā)過/欠壓保護(hù)動作。2. 特定頻率的阻抗測量法11通過逆變器人為地注入特定頻率的電流諧波，逆變器并網(wǎng)運行時，諧波電流流入電網(wǎng)，不會出現(xiàn)異常電壓；孤島情況下，諧波電流流入本地負(fù)載，如果負(fù)載是線性的，那么注入的諧波電流將在負(fù)載上產(chǎn)生諧波電壓，當(dāng)諧波電壓足夠大時，則可檢測到孤島。3. 電抗插入法15在 DG 與本地負(fù)載容量匹配的區(qū)域附近的繼電器上加裝可自動投切的電感或者電容，改變系統(tǒng)負(fù)載阻抗，當(dāng)市電故障時，即將電感或者電容并入，通過無功功率破壞系統(tǒng)平衡，可以通過檢測到電壓、頻率的異常變化來判斷是否發(fā)生孤島。4. Sandia電壓偏移法10對逆變器的輸出電流有效值或有

19、功調(diào)節(jié)環(huán)施加正反饋，使電網(wǎng)斷開后，公共點電壓能很快地偏離正常范圍，從而檢測出孤島狀態(tài)。5. 輸出功率擾動法16通過在逆變器的輸出有功功率P或無功功率Q中周期性地加入擾動，當(dāng)電網(wǎng)斷電后，擾動值足夠大時，將會使公共耦合點電壓或頻率發(fā)生明顯變化，從而檢測到孤島的發(fā)生。6. 主動頻率偏移法（AFD）8,14通過周期性地在逆變器輸出電流的頻率中引入微小變化，電網(wǎng)正常工作時，由于PLL作用，輸出電流頻率與電網(wǎng)電壓進(jìn)行同步，輸出電流頻率不會偏離額定值。當(dāng)電網(wǎng)斷電后，為了達(dá)到負(fù)載電路的諧振頻率和相角，逆變器的輸出頻率跟隨電網(wǎng)電流和負(fù)載的性質(zhì)變化，會持續(xù)地增減，直至超越頻率額定值，孤島狀態(tài)被檢測出來。7. 帶正

20、反饋的主動頻率偏移法17為避免因負(fù)載性質(zhì)造成AFD孤島效應(yīng)檢測方法效果下降，在原有的AFD法的基礎(chǔ)上，采用周期性不間斷地對逆變器輸出電壓進(jìn)行正反兩個方向的頻率擾動，以消除負(fù)載性質(zhì)對單一頻率擾動方向的平衡作用，加速頻率偏離正常值，使得NDZ進(jìn)一步減小。8. 頻率突變檢測法18按預(yù)先設(shè)定模式把死區(qū)插入到輸出電流波形，每隔幾個周期插入一次死區(qū)。正常情況下，逆變器電流引起頻率突變，但是電網(wǎng)阻止電壓波動；電網(wǎng)斷開后，可迫使對頻率產(chǎn)生偏差，通過檢測逆變器輸出電壓頻率變化來檢測孤島。9. 滑模頻率漂移法19在正常并網(wǎng)時，由于 PLL 作用，電網(wǎng)通過提供固定的參考相角和頻率，逆變器工作點穩(wěn)定在工頻；當(dāng)孤島形成

21、后，引入相角偏移，公共耦合點電壓頻率增大，又會使偏移角進(jìn)一步增大，形成正反饋，使公共耦合點的頻率超出閾值，從而檢測到孤島發(fā)生。10. 自動相位偏移法20在正常并網(wǎng)時，系統(tǒng)工作在電網(wǎng)電壓額定頻率以及相角為 0 處；當(dāng)孤島產(chǎn)生時，有一個額外的相角增量，這打破系統(tǒng)的平衡，在達(dá)到新的平衡點過程中，由于負(fù)載相角與頻率成正比，系統(tǒng)輸出電流為了跟上給定值，不斷增大，導(dǎo)致幅值逐周期增大，增大的相角又導(dǎo)致 進(jìn)一步增大，因此形成正反饋，最終到頻率越限，檢測到孤島。反之，穩(wěn)態(tài)頻率有微小減小，最終導(dǎo)致欠頻越限，檢測到孤島。11. Sandia頻率偏移法21它是對逆變器輸出電壓頻率應(yīng)用正反饋檢測方法，從而強(qiáng)化了頻率偏差

22、。為實現(xiàn)正反饋，斬波系數(shù)定義為：，式中：為無頻差時的斬波系數(shù)；為加速增益；為逆變器輸出電壓頻率；為電網(wǎng)工頻。正常情況下，逆變器輸出端電壓頻率即電網(wǎng)頻率；當(dāng)電網(wǎng)斷電后，在正反饋的作用下，頻差隨頻率和增益的增加而增加，也增加，加速偏移，直至觸發(fā)過頻保護(hù)；反之，如果減小，最后變?yōu)樨?fù)數(shù)，逆變器輸出電流的周期大于輸出電壓周期。12. 電壓前饋正反饋檢測法16為了加快檢測速度，將a點電壓前饋，經(jīng)過預(yù)設(shè)算法得到的輸出量作為電流幅值擾動量。預(yù)設(shè)算法為：，式中：為電流幅值擾動量；為反饋系數(shù)；為a點電壓峰值；為電網(wǎng)電壓峰值；為周期擾動量，初始值為0，每隔1s將其設(shè)置為預(yù)設(shè)值，當(dāng)時，=而當(dāng)時，=。逆變器處于并網(wǎng)運行

23、狀態(tài)時，電壓出現(xiàn)平衡狀態(tài)；當(dāng)電網(wǎng)斷電后，>或，根據(jù)正反饋，一直呈上升或下降趨勢，直至超出閾值，系統(tǒng)檢測到孤島。13. 負(fù)序電壓正反饋檢測方法22在逆變器并網(wǎng)運行時引入負(fù)序電壓正反饋，它不影響輸出電流頻率，不增加輸出電流諧波，公共耦合點正常工作電壓不平衡度可為2%4%，正常情況下電壓負(fù)序分量項很小，對輸出電流影響不大；但當(dāng)電網(wǎng)斷路后，逆變器單獨為負(fù)載供電，電壓負(fù)序分量正反饋環(huán)路將導(dǎo)致負(fù)序分量呈放大趨勢，根據(jù)負(fù)序分量超出預(yù)設(shè)值可判斷孤島的發(fā)生。主動檢測法的特點：當(dāng)分布式電源輸出功率與負(fù)載所需功率匹配時，主動檢測法仍能檢測出孤島，與被動檢測法相比，其檢測效率明顯提高，檢測盲區(qū)較??；由于引入了擾

24、動，勢必會對電能質(zhì)量產(chǎn)生影響；控制算法過于復(fù)雜或使得輸出諧波較大；在多逆變器的情況下，注入的擾動信號可能相互抵消，檢測效率會有所下降。由于無源法與有源法各有優(yōu)缺點，最近有文獻(xiàn)提出將有源法和無源法結(jié)合起來的方法，稱為混合法。文獻(xiàn)（23,24）結(jié)合正反饋技術(shù)(positive feedback, PF)和總諧波失真檢測法(voltage unbalance and total harmonic distortion, VU/THD)原理提出一種混合孤島檢測法。文獻(xiàn)（25）提出一種結(jié)合電壓平均變化率和有功偏移的混合孤島檢測方法，能夠克服有源法和無源法的不足。另外，還可以考慮基于廣域信息的孤島檢測方法

25、，文獻(xiàn)（26）提出了基于雙端正序電壓相位差變化的新的孤島檢測判據(jù)，該方法以雙端檢測取代單端檢測，解決單端量方法對于干擾或某些特殊故障所引起的問題無能為力的缺陷。3. 有源配電網(wǎng)故障分析方法簡述在有源配電網(wǎng)中，消弧線圈自動跟蹤補(bǔ)償，即跟蹤實際電網(wǎng)電容電流的大小，實時調(diào)整消弧線圈的電感，使系統(tǒng)在發(fā)生單相接地故障后，消弧線圈產(chǎn)生的感性電流能夠完全補(bǔ)償系統(tǒng)對地電容產(chǎn)生的容性電流，使接地點電流減小，利于接地點電弧的自行熄滅，降低故障的危害程度，是保證電網(wǎng)可靠運行的一種重要技術(shù)措施1-3。單相接地故障選線，即在系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障后，盡快找出故障線路，在進(jìn)行必要的負(fù)荷轉(zhuǎn)移后，人為地將接地設(shè)備從系統(tǒng)中切除，

26、能防止故障引起的過電壓危害系統(tǒng)絕緣，引發(fā)更為嚴(yán)重的短路故障，是減少故障損失，提高配電網(wǎng)供電可靠性和用戶滿意度的一種主要技術(shù)措施1-3。4. 結(jié)論有源配電網(wǎng)的推廣應(yīng)用能極大地提升電網(wǎng)對綠色能源的兼容性以及對已有資產(chǎn)利用的高效性，是未來智能配電網(wǎng)的發(fā)展趨勢。有源配電網(wǎng)的實施與部署必將引起傳統(tǒng)配電網(wǎng)的重大變革，將徹底改變已有配電網(wǎng)的規(guī)劃、設(shè)計以及運行方式，其關(guān)鍵點在于有源配電網(wǎng)故障計算、DG并網(wǎng)保護(hù)和孤島保護(hù)原理、饋線保護(hù)原理以及保護(hù)的整定配置方法等方面取得新的突破，形成完整的有源配電網(wǎng)保護(hù)解決方案27。不過，為了鼓勵多方參與，促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新，電力市場還需要進(jìn)一步放寬監(jiān)管、拓展交易機(jī)制，在電網(wǎng)管理者、

27、系統(tǒng)研究開發(fā)人員、系統(tǒng)運行人員、供電用戶以及能源供應(yīng)商之間找到一個平衡點，使得未來的有源配電網(wǎng)成為一個開放、公平和綠色的配電網(wǎng)。參考文獻(xiàn)1 徐丙垠, 李大友, 薛永端, 金文龍. 智能配電網(wǎng)講座(第一講)J. 供用電, 2009, 26(3): 81-84.2 徐丙垠, 李大友, 薛永端, 金文龍. 智能配電網(wǎng)講座(第二講)J. 供用電, 2009, 26(4): 22-27.3 樊淑嫻. 信號注入法在有源配電網(wǎng)保護(hù)與控制中的綜合應(yīng)用D. 山東大學(xué), 2011.4 尤毅, 劉東, 于文鵬, 陳飛, 潘飛. 主動配電網(wǎng)技術(shù)及其進(jìn)展J. 電力系統(tǒng)自動化, 2012, 36(18): 10-14.5

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