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主动偏移技术在光伏并网发电系统孤岛检测中的应用

ApplicationofAutomaticShiftMethodonIslandingDetectionof
Grid-ConnectedPVSystem
华中科技大学王志峰刘芙蓉段善旭Email:[e-mail]

HuazhongUniversityofScienceandTechnologyWangzhifeng,Liu
furong,Duanshanxu

摘要:结合光伏并网逆变器的并网控制过程，提出一种结合主动频率偏移和相位偏移的反孤岛检测方
法，介绍了该方法的原理和实现过程，并结合IEEEStd.2000-929标准中的技术规范对仿真模型进行了分
析，验证了该方法的有效性。
Abstract：Anti-islandingcontrolmethod—combinesthepositivefeedbackActiveFrequencyDrift
andAutomaticPhaseShift,wasproposedaccordingtothecontrolcourseofGridconnectedInverter．
ThetheoryandprocessofitindetailwasintroducedandtestedbyIEEEStd.2000-929.Thesimulation
resultsshowedthattheAutomaticShiftMethodisfeasible．
关键词:太阳能;孤岛检测;并网逆变器;主动频移;主动相移
Keywords：solarenergy;islandingdetection;grid—connectedinverter;activefrequencydrift;
automaticphaseshift.

护开关的动作程序，冲击电网保护装置；
1前言影响传输电能质量，电力孤岛区域的供电
电压与频率将不稳定；当电网供电恢复后
所谓孤岛现象[1]是指：当电网供电因会造成的相位不同步；单相分布式发电系
故障事故或停电维修而跳脱时，各个用户统会造成系统三相负载欠相供电。因此对
端的分布式并网发电系统（如：光伏发电、于一个并网系统必须能够进行反孤岛效应
风力发电、燃料电池发电等）未能即时检检测。
测出停电状态而将自身切离市电网络，而
形成由分布电站并网发电系统和周围的负2孤岛检测标准
载组成的一个自给供电的孤岛，如图1所
示:2.1电压和频率触发标准

根据专用标准IEEEStd.2000-929[2]
380VAC投网和UL1741规定，所有的并网逆变器必须具
输电开关
网有反孤岛效应的功能，同时这两个标准给
出了并网逆变器在电网断电后检测到孤岛
配电现象并将逆变器与电网断开的时间限制，
网配电
DDD如表1.
网负
GGG本地负载
载
逆变器并网发电系2.2孤岛分析模型
统
此外，IEEEStd.2000-929还给出一套

标准的孤岛测试模型[3]。具体的反孤岛逆
图1孤岛问题研究电网拓扑结构
变器测试电路如图2所示，测试电路主要由
孤岛一旦产生将会危及电网输电线路
电网，RLC负载和并网逆变器以及电网隔
上维修人员的安全；影响配电系统上的保
离开关组成，检测点在电网隔离开关和负
载开关之间，其中在选择RLC参数时牵涉因此在进行反孤岛测试时，太小或太大的
到电路的品质因数Q值的选取问题[4]，过高Q值都是不实际和不可取的。IEEEP929
的Q值使电路有朝着并保持于谐振频率处工作组成
工作的趋势。在使用相位或频率扰动反孤员和十几位电网工程师经过讨论认为选取
岛检测时，Q值越高，相应的漂移量越小。Q=2.5符合电网的实际情况.

表1IEEEStd.2000-929/UL1741对孤岛效应最大检测时间的限制

状态断电后电压幅值断电后电压频率允许的最大检测时间

A0.5VnomFnom6个周期
B0.5Vnom<V<0.880.5VnomFnom2秒
C0.88Vnom≤V≤1.10VnomFnom2秒
D1.10Vnom<V<1.37VnomFnom2秒
E1.37Vnom≤VFnom2个周期
FVnomF<Fnom-0.7Hz6个周期
GVnomF>Fnom+0.5Hz6个周期
①Vnom指电网电压幅值的正常值,仿真中取交流220V(有效值).
②Fnom指电网电压频率的正常值,仿真中取60Hz.
失效，为此，必须采用主动式的检测方法。
测试点例如主动频率偏移法[5]（AFD），就是
通过偏移市电电压采样信号的频率来作为
电网隔离逆变器的输出电流频率，造成对负载端电
开关S1S2
压频率的扰动，即而由频率保护电路来检

并网测出孤岛现象。电流控制量为：
逆变
电网RCL
器*
I=+∆−Igsin{2π(