基于可控短路技术的微电网孤岛检测技术研究

摘要

随着经济的发展，能源问题、环境问题日益突出。顺应国家可持续发展战略、坚持节能减排，实现环境与经济、社会的和谐发展。在大力发展大电网的同时，以新能源发电为代表的分布式发电技术，以其环保无污染、储量丰富、分布广泛、初期建设成本低、发电方式灵活等特点，使其成为解决现有的能源紧张、环境问题的有效途径，在全世界范围内越来越受到重视。
　　 而分布式发电技术中的孤岛检测技术是保证DG（分布式发电机）系统安全可靠运行的关键。当主电网与分布式系统连接的断路器跳闸后，分布式电源及其所带的一定容量的本地负荷就构成了一个独立运行的孤岛。当分布式发电系统处于孤岛运行时，可能导致分布式发电机和用户设备的损坏，使线路维修的工作人员或者其他人员有触电的危险，同时会影响本地负荷的供电电能质量。因此，必须及时准确地检测出系统的孤岛运行状态，以使处于孤岛状态的分布式发电机有充足的时间采取相应措施以保证系统的安全稳定运行。
　　 针对孤岛的特点以及检测要求，国内外已经提出了很多种孤岛检测方法。而每种方法都有一定的限制条件和检测弊端，也就是说每一种方法都有其适用范围。尤其是在多DG同时进行孤岛检测时，有源法的检测信号间的干扰问题，以及检测信号的难于提取问题上十分明显。论文中提出了一种新的有源孤岛检测方法，将晶闸管置于分布式发电机出口处的任意两相间，通过控制晶闸管的触发导通，人为地构成短时相间短路，来提取相间短路脉冲电流信号。相间短路电流水平的变化可以体现出系统阻抗的变化，根据其变化可以检测孤岛是否发生，完成对孤岛的检测，这种方法被称为“基于可控短路技术的微电网孤岛检测方法”。该方法能有效检测出系统的孤岛运行状态，同时可以有效地解决有源孤岛检测中的多检测信号间的干扰问题。并且该方案提取的短路脉冲电流信号完全可控，便于检测装置的提取，是一种经济有效的孤岛检测方法。
　　 在论文提出的孤岛检测方案中，论文提出的孤岛检测方法有以下优点：
　　 1．论文所提出的有源孤岛检测方案，其与以往的有源孤岛检测方法本质的区别是：论文中的检测方案是人为地构成短时相间短路，从而提取短路脉冲电流信号，而现有的有源孤岛检测方法是向系统注入一个干扰信号。由于晶闸管所置的相别、触发时刻和触发周期不同，可以构成多个互不干扰的检测通道，使该方法能够有效地解决有源检测方法中存在的检测信号间的干扰问题。
　　 2．论文提出的孤岛检测方案中的晶闸管的触发角度可以人为控制，使得短路电流脉冲的大小可以根据检测的需要进行调节。
　　 3．论文提出的孤岛检测方案中的晶闸管的触发时刻是可控的，则短路脉冲电流出现的时刻也是已知的，这使得短路脉冲电流的出现具有预见性，方便对该信号的检测和捕捉。
　　 论文提出的这种有源孤岛检测方案，由于检测信号发生装置的安装位置的多样性，可以构成多个互不干扰的检测通道，从而可以解决多DG孤岛检测间的信号干扰问题。同时由于其检测信号的幅值、时间都是可以通过晶闸管的触发角度进行控制的，因此可以调整晶闸管的触发角度以满足信号的检测需要。论文提出的孤岛检测方案，为分布式发电系统的孤岛检测提供了一种新颖的有效的解决方案，对电力系统电能质量和供电可靠性的提高都具有重大的意义。