面向分布式电源并网的孤岛检测方法研究

摘要

分布式电源并网的孤岛现象是指当主电网因系统故障或由于检修而处于失电状态时，分布式发电系统仍可能继续工作，并持续的为负载提电能，形成一个自持的独立运行系统的现象。对孤岛现象的检测和控制是目前分布式发电所必须具备的一项基本功能。随着能源互联网的发展，越来越多的分布式电源逐渐接入电网。在研究传统单逆变器并网孤岛检测的同时，多逆变器并联接入系统的孤岛检测与保护技术将逐渐受到关注。
　　本文针对分布式发电系统在单逆变器接入以及多逆变器并联接入两种情况下的孤岛检测技术展开了研究。首先，对孤岛检测的发生机理进行详细分析，建立反孤岛测试电路；其次，重点分析了几种目前常用的主动式孤岛检测法，研究扰动参数对检测性能的影响；再次，在基于Qf×f0坐标系的盲区评估方法的基础上，针对几种不同主动法分别在单逆变器状态和多逆变器并联接入状态时进行检测可靠性分析，得出在多逆变器接入时，由于稀释效应可能会导致孤岛检测失败；最后，针对主动法在多逆变器接入时可能检测失败的缺点，在滑模频率偏移法和频率变化率法的基础上设计了一种孤岛检测策略，并在MATLAB/Simulink环境下搭建孤岛检测仿真模型，证明方法的可行性和有效性。
　　论文在对孤岛效应机理分析基础上，设计了一种基于 ROCOF检测的双段相位扰动孤岛检测方法。该方法将频率变化率与双段相位扰动结合，提高了孤岛检测的可靠性。经仿真分析表明，该方法同时适用于单逆变器接入和多逆变器并联接入的情况，能在孤岛状态时能迅速做出反孤岛动作，检测速度快，可靠性强。在一定程度上缓解了由于多逆变器并网运行时的稀释效应而引起的检测失败问题，并能保持较好的并网输出电能质量。

目录

声明

1 绪 论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要研究内容

2 分布式电源孤岛检测的基本问题

2.1 孤岛效应及机理

2.2 孤岛检测的标准及检测电路

2.3 本章小结

3 本地主动法孤岛检测的机理分析

3.1 本地主动法的原理及分析

3.2 本地主动法的仿真分析

3.3 本章小结

4 分布式电源接入时的孤岛检测可靠性分析

4.1 孤岛检测盲区

4.2 单逆变器并网孤岛检测的可靠性分析

4.3 多逆变器并联接入条件下的孤岛检测可靠性分析

4.4 本章小结

5 基于ROCOF检测的双段相位扰动孤岛检测方法

5.1 基于ROCOF检测的双段相位扰动孤岛检测方法原理分析

5.2 孤岛检测方法的盲区分析及参数设定

5.3 模型建立及仿真分析

5.4 本章小结

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

作者从事科学研究和学习经历简介

攻读硕士期间主要成果