混合式孤岛检测方法的研究

摘要

随着煤、石油、天然气等不可再生能源的日益枯竭，生态环境的日益恶化，电力负荷的快速增长，分布式发电系统在世界各国得到了快速的发展，因此对分布式发电系统并网稳定性的研究十分必要。非计划孤岛的产生将会对电力系统造成很大的危害，所以准确、快速地检测出非计划孤岛具有重要的理论现实意义。
　　本文通过分析大电网断开后功率缺额对频率和电压的影响来阐释分布式发电系统孤岛检测的原理。归纳了国内外关于孤岛检测方法的相关标准，分析了几种用于判断孤岛检测盲区范围的坐标系法。主要研究过/欠压、过/欠频法和频率变化率法两种被动式检测法和主动频率偏移法(AFD)、带有正反馈的主动频率偏移法(AFDPF)和滑模频率偏移法(SMS)三种主动式检测方法的检测原理，并利用坐标系法描述它们的检测盲区。研究了主动式检测方法扰动参数设置对其检测性能的影响，确定最优扰动参数。针对被动式和主动式检测方法存在的不足，研究了将过/欠压、过/欠频法和带正反馈的主动频率偏移法(AFDPF)相结合的混合式孤岛检测方法。该方法通过盲区判别式分析系统的运行状态，来决定是否引入扰动电流利用带正反馈的主动频率偏移法(AFDPF)进行孤岛检测。
　　本文通过对比分析选取了一种新型扰动电流的主动法与被动法进行混合使用。该方法通过在参考电流波形的正负半周期部分加入负的阶跃扰动，使并网公共节点处电压的正半周期幅值减小，负半周期幅值增大，当满足负半周期电压幅值的绝对值大于正半周期电压幅值的周期次数连续累计达到阈值，将判定为孤岛状态，断开并网逆变器。利用MATLAB验证了该方法的有效性和可行性。并且对比验证了该方法比之前的混合式检测法具有更好的电能质量，以及较小的检测盲区。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究的背景和意义

1．2 分布式发电技术发展现状及其应用

1．2．1 分布式发电系统

1．2．2 分布式发电系统并网影响

1．3 分布式发电的孤岛问题

1．3．1 孤岛产生的原因及危害

1．3．2 孤岛检测国内外研究现状

1．4 本文主要研究工作

第2章 孤岛检测方法的研究

2．1 孤岛检测的原理及检测标准

2．1．1 孤岛检测的原理

2．1．2 孤岛检测标准

2．2 检测盲区坐标描述法

2．2．1 基于ΔP×ΔQ坐标系法的盲区分析

2．2．2 基于Qf0×Gnorm坐标系法的盲区分析

2．3 被动式检测法

2．3．1 电压相位突变检测法

2．3 ，2电压谐波检测法

2．3．3 频率变化率检测法

2．3．4 过／欠压、过／欠频检测法

2．4 本章小结

第3章 主动式检测法

3．1 主动频率偏移法

3．1．1 主动频率偏移法检测原理

3．1．2 主动频率偏移法盲区分析

3．1．3 主动频率偏移法仿真分析

3．2 带有正反馈的主动频率偏移法

3．2．1 带有正反馈的主动频率偏移法检测原理

3．2．2 AFDPF法仿真分析

3．3 滑模频率偏移法

3．3．1 滑模频率偏移法检测原理

3．3．2 滑模频率偏移法盲区分析

3．4 本章小结

第4章 混合式孤岛检测方案

4．1 主被动孤岛检测方法选择

4．1．1 过／欠压、过／欠频检测法的盲区分析

4．1．2 AFDPF检测法的参数选择

4．2 混合式检测方法

4．2．1 盲区判别方法

4．2．2 混合式检测法流程图

4．3 仿真与分析

4．3．1 混合式检测法仿真模型

4．3．2 混合式检测法性能分析

4．5 本章小结

第5章 改进的混合式孤岛检测方法

5．1 改进的AFD法

5．1．1 检测原理

5．1．2 性能分析

5．2 新型改进的AFD法

5．2．1 检测原理

5．2．2 性能分析

5．3 仿真分析

5．4 本章小结

总结与展望

本文工作总结

工作展望

致谢

参考文献