一種混合式光伏逆變器反孤島策略

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1、第33卷第7期可再生能源Vol.33No.72015年7月RenewableEnergyResourcesJul.2015一種混合式光伏逆變器反孤島策略1，21221夏永洪，黃新，辛建波，胡蕾，余運?。?.南昌大學信息工程學院，江西南昌330031；2.國網(wǎng)江西省電力科學研究院，江西南昌330096）摘要：逆變輸出同本地消納功率平衡時，被動式反孤島策略會出現(xiàn)非檢測區(qū)，而主動式反孤島策略對電能質(zhì)量有影響。文章提出一種基于過欠電壓/頻率和功率擾動相聯(lián)合的混合式光伏逆變器反孤島策略，該控制策略是將逆變器輸出功率與負載功率進行比較，得到控制信號，進而在孤島發(fā)生時根據(jù)不同工況在兩

2、種檢測方法中切換。建立了光伏逆變器孤島檢測仿真模型，仿真結(jié)果表明，文章反孤島策略具有無檢測盲區(qū)、產(chǎn)生諧波小等優(yōu)點。關鍵詞：光伏逆變器；孤島檢測；過欠電壓/頻率；功率擾動中圖分類號：TM615文獻標志碼：A文章編號：1671-5292（2015）07-0987-06DOI:10.13941/j.cnki.21-1469/tk.2015.07.0050引言為了克服單獨采用被動式反孤島和主動式反近年來，隨著光伏發(fā)電技術的提高，光伏發(fā)電孤島方法的不足，本文提出一種過欠電壓/頻率與的裝機容量也迅速發(fā)展，同時光伏發(fā)電等分布式功率擾動聯(lián)合的反孤島方法，論文闡述了混合式能源的大量接入對

3、電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行也帶來了反孤島策略原理，根據(jù)功率平衡關系，切換不同的[1]，[2]一定的問題，孤島效應就是最典型的問題之一。檢測方法。在PSCAD/EMTDC中建立了光伏逆變當光伏孤島發(fā)生時，會對電能質(zhì)量、用電設備、人器反孤島仿真模型，通過對輸出功率與負載功率身安全等造成影響，因此，快速地反孤島，并斷開平衡和不平衡等情況的仿真，驗證了該混合式反光伏逆變器已成為太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的必要環(huán)節(jié)。孤島策略的正確性。目前，關于光伏逆變器的反孤島技術的研究1混合式反孤島原理[3]，[4]較多，一般可分成被動式和主動式兩類。被動混合式反孤島拓撲結(jié)構(gòu)圖及其等值電路如圖式反孤島策略中常用

4、的有過欠電壓/頻率、相位跳1所示。Ctrl動、電壓諧波等方法。文獻[5]采用被動式反孤島功率檢測策略中過欠電壓/頻率的方法，通過判斷電壓/頻PQPLQL率是否超過設定值來檢測孤島。文獻[6]基于諧波S2US1AC光伏pcc逆變器臨界點設定的被動式反孤島策略，在諧波畸變率光伏本地電池負載超過設定值時判別孤島。以上方法適合在功率不平衡時使用，當負載消耗與光伏輸出平衡時，這些方法會有較大的非檢測區(qū)。主動式反孤島策略主（a）拓撲結(jié)構(gòu)圖要是基于電壓、頻率、相位偏移原理實現(xiàn)的，輸出S2P+jQΔP+jΔQSPCC1[7]功率擾動檢測方法就是其中一種。文獻[8]利用PL+jQL正反饋

5、使電流偏離電壓相位，達到頻率偏移的目光伏RLC電網(wǎng)的，在孤島發(fā)生后，檢測到頻率異常來判斷孤島發(fā)生。該孤島檢測策略響應速度快，但會給電網(wǎng)增加諧波，影響電網(wǎng)電能質(zhì)量，采用主動功率擾動法（b）等值電路時，由于始終需要對功率進行周期性擾動，會造成圖1混合式反孤島原理圖功率損失。Fig.1Hybridanti-islandingschematic收稿日期：2015-04-19?；痦椖浚簢H科技合作專項項目（2014DFG72240）；江西省科技支撐計劃資助項目（2013BBE50102）。作者簡介：夏永洪（1978-），男，博士，副教授，碩士生導師，研究方向為電機及其控制。E-

6、mail：xiayh_98@163.com·987·可再生能源2015，33（7）圖中S1為網(wǎng)側(cè)開關，S2為直流側(cè)開關，P與②當兩者有功平衡、無功不平衡時，即ΔP=0，Q，PL與QL，ΔP與ΔQ分別為逆變器輸出、本地負ΔQ≠0，由公式（5），（6）得：載消耗的有功無功以及兩者功率的差值；R，L，CU′pcc=Upcc=U（9）為本地負載。f′≠f（10）由等值電路可知，在孤島還未發(fā)生時，S1，S2由式（10）看出，U′pcc的頻率將產(chǎn)生變化。都閉合，Upcc受到電網(wǎng)鉗制，保持與電網(wǎng)一致，其③當兩者有功、無功均不平衡時，即ΔP≠0，值為U，可得：ΔQ≠0，此時可得到式（7

7、），（10），U′pcc幅值和頻率22PL=P-ΔP=Upcc/R=U/R（1）都將發(fā)生改變。2QL=Q-ΔQ=Upcc（1/2πfL-2πfC）④兩者有功、無功都平衡時，即ΔP=0，ΔQ=0，2=U（1/2πfL-2πfC）（2）此時可得到公式（8），（9），U′pcc幅值和頻率都不發(fā)當孤島發(fā)生時，S1斷開，即生改變。2P′L=P=Upcc′/R（3）綜上所述，功率不平衡狀態(tài)下，當孤島發(fā)生2Q′L=Q=Qpcc′（1/2πf′L-2πf′C）（4）時，PCC電壓的幅值或頻率，或兩者都發(fā)生變化；式中：f，f′分別為孤島前和孤島后電壓頻率。