并网发电系统孤岛检测方法的研究

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shulili1987
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随着光伏发电和风力发电技术的快速发展,基于可再生能源的分布式并网发电系统渗透率在逐年提高。分布式并网发电系统提高了供电的灵活性和可靠性,但同时也会产生孤岛效应,从而对用电设备和人身安全造成严重的危害,所以分布式并网发电系统必须要具备反孤岛的能力。因此研究快速、可靠的孤岛检测方法具有重要意义。本文针对并网发电系统的孤岛检测方法展开研究,主要的研究内容如下:通过公式推导得出孤岛前后有功功率、无功功率不匹配程度与孤岛后电压幅值、频率的关系,从而揭示了孤岛产生的机理;介绍了有关的孤岛检测标准;对常见孤岛检测方法的原理进行了分析并总结了各种方法的优缺点;对孤岛检测盲区的描述方法进行了系统性地阐述并分析了其各自的优缺点;最后,对本文采用的逆变器拓扑及其控制原理进行了介绍。以上工作为后续对孤岛检测方法的改进研究奠定了坚实的基础。对带负载阻抗角反馈的主动频移孤岛检测法(方法A)的原理进行了分析。考虑到方法A需检测本地负载阻抗角,且根据阻抗角可以计算负载功率,从而可判断出负载是否在被动式过/欠压及过/欠频检测法的检测盲区内,本文提出一种将被动式过/欠压及过/欠频法和方法A结合的混合型检测法。所提方法将计算得到的负载功率带入被动法的盲区判别式中,以判断负载是否在被动法的盲区内。若在盲区内则采用方法A进行检测,否则采用被动式过/欠压及过/欠频法。与方法A相比,所提方法不但完全消除了盲区,而且最大程度地降低了对输出电能质量的影响。基于MATLAB/Simulink的仿真结果验证了所提方法的有效性和优越性。介绍了一种改进的主动移相法(方法B)。针对方法B存在的难以兼顾检测速度和电能质量的问题,本文采用一种改进的主动移相法,并根据PCC点电压频率的偏移量和偏移量变化率对改进方法的正反馈系数进行模糊优化。从检测速度和检测盲区两方面对改进方法和方法B进行了对比分析。与方法B相比,改进方法的检测速度更快、盲区更小。基于MATLAB/Simulink的仿真结果验证了改进方法的有效性和优越性。
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