光伏并网发电系统孤岛检测方法的研究

【摘要】：全球经济迅速发展、能源短缺以及环境污染问题的日益严峻,对新能源的开发和利用势在必行,太阳能成为当前能源体系中不可或缺的重要组成部分,光伏并网发电技术已经成为太阳能利用的主流趋势。由此产生相关问题的解决技术也成为研究的热点,所引发的问题也不容忽视,孤岛效应就是其中之一。对孤岛效应现象及其判定方法的研究是确保智能电力系统安全稳定运行的核心技术,因此,对孤岛检测技术的研究具有重要意义。文章综述了光伏并网系统孤岛效应现象及其产生的危害,简述了该现象发生机理、孤岛效应检测标准、孤岛效应检测模型,对现有孤岛效应检测方法深入分析和讨论,着重介绍了基于逆变器端的被动检测法和主动检测法优缺点与适用范围,介绍了检测方法在各种坐标系下的有效性的评估。文章重点对主动频率偏移检测法和正反馈主动频率偏移检测法原理进行了深入的分析与研究,在0f normQ?C负载参数坐标系中,对孤岛非检测区域进行了定量描述推导出频率偏移类孤岛检测方法的非检测区域大小与位置,描绘具体的非检测区域平面图,并通过仿真建模验证了基于频率偏移类孤岛检测方法的非检测区域与公式推导的一致性。深入分析了此类检测方法中检测参数对检测结果和电能质量的影响。为了兼顾孤岛检测效果和逆变器输出电能质量之间的关系,针对传统主动频率偏移类孤岛检测算法参数的选取做了系统分析,采用一种改进的主动式检测法,即:参数自适应移频式反孤岛方案,该方法利用突发孤岛时频率的变化自适应设置截断系数cf以及反馈增益k。该方案提高了检测有效性,同时降低了光伏并网系统注入电网的谐波畸变率,减小谐波对电能质量的不利影响,避免由于负载特性不同而引起的负载谐振频率偏移与扰动信号的频率偏移方向相反引起抵消而造成的检测失败现象,算法中的正反馈增益k能随负载品质因数不同做相应调整,克服了高品质因数负载时孤岛检测困难的问题。该主动方法与传统被动式过/欠压检测法相搭配形成组合式检测方案,最后通过MATLAB/Simulink仿真软件,对光伏发电系统进行建模,对光伏并网发电系统孤岛检测改进方法进行仿真,结果表明,此方法具有检测快、无盲区、低畸变等特点,在不同负载特性情况下均可行和有效。 【关键词】：光伏发电系统 孤岛检测 主动频率偏移法 自适应移频式孤岛检测法 检测盲区 电能质量 参数自适应
【学位授予单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要8-9
• 英文摘要9-11
• 1 前言11-15
• 1.1 能源危机及新能源发电11-12
• 1.2 光伏发电发展现状及趋势12
• 1.3 研究的目的与意义12-13
• 1.4 本文研究的主要内容13-15
• 2 孤岛及孤岛检测的基本问题15-35
• 2.1 并网逆变器发生孤岛效应时的理论分析15-17
• 2.2 孤岛检测的行业标准17-19
• 2.3 孤岛效应检测方法19-29
• 2.3.1 基于电网侧的远程孤岛检测方法19-21
• 2.3.2 基于并网逆变器的本地孤岛检测方法21-29
• 2.4 孤岛检测方法的有效性评估29-33
• 2.5 并网光伏系统的反孤岛测试电路33-35
• 3 主动移频式孤岛检测方法的研究35-51
• 3.1 主动频率偏移检测法（AFD）35-42
• 3.1.1 AFD检测法工作原理分析35-38
• 3.1.2 AFD检测法有效性评估及参数影响38-42
• 3.2 带正反馈的主动频率偏移检测法（AFDPF）42-45
• 3.2.1 AFDPF检测法工作原理分析42-43
• 3.2.2 AFDPF检测法有效性评估及参数影响43-45
• 3.3 仿真分析45-48
• 3.4 主动式频率偏移检测法对电能质量的影响48-51
• 4 自适应移频式孤岛检测法的研究51-67
• 4.1 低畸变孤岛检测法的研究51-53
• 4.2 参数自适应移频式孤岛检测法的研究53-61
• 4.2.1 截断系数cf的自适应调整54-56
• 4.2.2 正反馈增益k的自适应调整56-61
• 4.3 仿真验证与分析61-67
• 4.3.1 仿真模型的建立61
• 4.3.2 仿真结果与分析61-67
• 5 结论与展望67-69
• 5.1 结论67
• 5.2 展望67-69
• 致谢69-70
• 参考文献70-74
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文74

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