基于盲区判别的混合型孤岛检测方法

孤岛检测是分布式发电系统并网逆变器必须具备的功能,针对被动型检测方法盲区大及主动型方法对电能质量产生影响这两个不足,提出了主被动结合的混合型孤岛检测方法。该方法分析并推导出被动型方法盲区判别式,在工频周期内对系统运行状态进行计算和盲区判别,判断是否引入电流偏移实现Sandia频率偏移法的孤岛检测。在被动型方法的盲区内引入Sandia频率偏移法的混合型孤岛检测方法能有效地检测出孤岛状态,实现无盲区检测,也能较大地减小主动式方法对电网电能质量产生的影响。通过Matlab仿真验证了该混合型方法的有效性。     

基于周期交替电流扰动的孤岛检测方法

对于分布式电源并网系统,当电网断电时可以使用主动频率偏移法检测孤岛效应。但是,若在非检测区内电流扰动角与负载角相匹配,则主动频率偏移法将出现无法识别孤岛效应的问题。针对上述问题,文中提出了一种新颖的基于周期交替电流扰动的孤岛检测方法。在保证扰动电流与公共耦合点电压同步前提下,前一个周期扰动电流频率向上偏移,当前周期扰动电流频率向下偏移。根据公共耦合点电压频率是否周期高低交替变化来识别孤岛现象。经过仿真和实验验证,该方法不但可以准确识别孤岛效应,而且解决了主动频率偏移法存在的非检测区问题。     

一种改进的主动频率偏移孤岛检测算法

孤岛检测是光伏并网系统必须具备的功能之一,要求其能快速准确地检测出孤岛的发生,并且要尽量减少对电网质量的影响。本文分析了现有孤岛检测算法在谐波畸变率与检测速度、检测盲区上存在的固有矛盾,并提出了一种改进的主动频率偏移孤岛检测算法。在低频率差时采用固定反馈系数,保证了良好的电能质量;在较高频率差时采用基于三次幂函数变化的反馈系数,保证了孤岛检测的准确性和快速性。该方法能有效降低主动式孤岛检测对电能质量的不良影响,快速检测出孤岛的发生,并且不会增大检测盲区。仿真与实验结果证明了该方法的有效性。     

微电网新型孤岛检测技术的研究

当电网发生故障时,微电网系统可以用主动频率偏移法检测孤岛现象。但若电流扰动角与负载角相等时,此时主动频率偏移法将无法判别孤岛效应。针对上述问题,研究了一种新颖的正半周期电流扰动法,在正半周期给电流频率一个扰动,在负半周期电流频率与电压频率保持同步。一旦孤岛现象出现,输出电流频率的变化将导致公共连接点处电压频率的变化,根据相邻半周期频率之差是否连续正负交替变化来检测孤岛现象。通过仿真验证,该方法减小了主动频率偏移法存在的非检测区,检测快速、有效,对电网电能质量的影响也较小。     

一种光伏并网逆变器孤岛检测新方法

当电网出现故障时,在孤岛检测时,常用的无源检测方法和有源检测方法中的有源频率偏移、滑模频率偏移和输出功率扰动法都存在检测盲区。针对这几种方法在孤岛检测时的缺陷,提出了一种主动式孤岛检测新方法,通过脉动负载改变逆变器并网负荷大小,检测逆变器输出电压、频率等来判断孤岛的发生。通过理论分析了该方法具有检测速度快,对电网无影响,无检测盲区。该方法对多台并网运行的光伏逆变器也同样适用。并通过仿真测试和实际产品试验验证了该方法的有效性。     

孤岛检测的低频相位扰动新方法

针对传统的主动频率偏移孤岛检测方法的检测盲区问题,提出了一种新的光伏发电并网逆变器主动式孤岛检测方法,称为低频正弦相位扰动法。论述了该方法的孤岛检测原理,详细分析了该方法的参数与功率因数和电流谐波之间的关系,以及本地负载的品质因数对检测效果的影响。总结了使用该方法时的孤岛检测判断规则。仿真和实验结果验证了所述方法的有效性。     

改善的主动频率偏移法在光伏并网孤岛检测中的应用

为了能够改善光伏并网孤岛检测效率和提高输出电能质量两者兼顾的问题,考虑到检测盲区,文章介绍了传统的主动式频率正向偏移法的实现过程,并分析了其特点及存在的缺点,从而提出了改善的反复性正反馈主动频率偏移法,引入符号函数对截断系数进行整定,不同负载下保障频率扰动方向可靠性,因此能够高效的检测出孤岛现象,降低了检测盲区和总谐波,改善了光伏逆变系统的输出电能质量。仿真及逻辑分析表明,该算法能够及时、准确的检测出电网的故障。     

光伏微网主动式孤岛检测方法综述

在分布式光伏发电并网系统中,孤岛检测是其必备的基本功能,既要能快速准确地检测出孤岛效应,又要能尽量减小对电能质量的影响。文章介绍了主动式孤岛检测方法的基本原理,将其划分为基于电压偏移原理检测法、基于频率偏移原理检测法和基于相位偏移原理检测法三类,讨论了每种检测方法的优点和缺点,并对每类检测方法的可靠性、对电能质量的影响以及适用场合作了比较。主动式孤岛检测方法的未来研究方向是进一步提高其检测效率、减小或消除检测盲区以及降低对电网的污染度。在实际应用中,合理选用两种或多种不同原理的主动式孤岛检测法相互配合使用,将是主动式孤岛检测法发展的趋势。     

基于PI控制的频率正反馈孤岛技术研究

以光伏逆变器为对象,研究了一种带正反馈的主动移频法扰动(AFD)与无功电流幅值扰动相结合的主动式反孤岛效应的控制方法。与其他主动式反孤岛效应控制方法相比,有效地解决了注入电网谐波含量和影响电能质量等问题,可减小孤岛检测盲区,并能迅速反映逆变器输出电压频率的变化,灵敏地检测出孤岛状态。最后通过仿真和实验分析了该扰动控制方法的正确性。     

带负载阻抗角反馈的主动频移孤岛检测技术

孤岛检测是分布式光伏并网发电系统稳定可靠运行的关键技术之一,而传统的主动式孤岛检测技术难以平衡检测准确性和电能质量之间的矛盾。因此,详细分析了负载特性对孤岛检测的影响,针对并/离网逆变器模型提出了一种带负载阻抗角反馈的主动频移孤岛检测技术,通过反馈实时负载阻抗角改变注入的电流频率扰动,提高了单台逆变器和多逆变器光伏并网发电系统孤岛检测的准确性,消除了检测盲区。同时,通过提出的孤岛检测方法进行分段式改进,降低了由非线性因素引起的并网电流谐波畸变率,改善了系统的电能质量。仿真和实验均验证了所提孤岛检测方法的有效性和可行性。     

基于谐波畸变率正反馈的孤岛检测新方法

孤岛检测是微电网并网运行的必备功能,传统的被动检测方法存在盲区,而主动检测方法对微电网具有破坏性。为实现孤岛无盲区与非破坏性检测,文中提出一种基于电压谐波畸变率正反馈的孤岛检测方法。根据IEEE Std 1547规定的标准对所述方法进行了理论分析和仿真验证,结果表明该方法在电压和频率均处于正常范围的情况下,可快速、有效地检测出孤岛的发生,在电网单相及两相断路情况下仍然有效,且不受伪孤岛问题的影响。实现了非破坏性无盲区孤岛检测。     

小波熵和BP神经网络在孤岛检测与扰动辨识中的应用

传统的孤岛检测在受到电网扰动时可能导致误判,从而将光伏系统切除,所以孤岛检测技术必须具备区分扰动与孤岛的能力。将小波变换的多分辨率分析与信息熵技术结合,提出基于小波熵和BP神经网络的孤岛检测技术,该检测技术在符合国际标准中对孤岛检测的标准要求的同时．能够有效区分电网扰动与孤岛现象的内在不同。仿真实验表明该方法具有较高的准确性。     

滑动频率偏移法在光伏并网逆变器孤岛检测中的应用

孤岛检测是光伏并网逆变器必备的功能之一。孤岛检测技术决定孤岛检测性能。介绍了一种简单且易于实现的孤岛检测方法——滑动频率偏移(SMS)法,并将该方法成功应用到一台100 kW光伏并网逆变器中。孤岛性能检测试验结果表明,SMS法能够快速、准确地检测孤岛状态的发生。     

一种快速小盲区的主动移频式孤岛检测方法研究

针对光伏PV并网发电系统中孤岛检测速度、检测盲区等问题,提出了一种快速小盲区的带正反馈的主动频率偏移检测方法。该方法根据第0个检测周期的公共耦合点PCC的电压频率与电网电压额定频率之差来确定初始斩波因子及施加扰动方向;并对第i个检测周期以前PCC点电压频率变化量分别取绝对值后进行累加,将累加值作为正反馈量施加至PCC点,在规定的检测周期内,完成孤岛的检测。采用Qf0×Cnorm坐标系对算法的检测盲区进行描述,利用Matlab/Simulink对孤岛检测性能进行仿真分析。结果表明:相比AFDPF法,新方法在满足并网电能质量的同时,具有更小的检测盲区;对感性负载的孤岛检测时间缩短至0.06 s,对容性负载只需0.04 s即可检测出孤岛;孤岛检测结果符合我国孤岛检测标准要求。     

基于小波变换与BP神经网络的光伏电站孤岛检测研究

随着光伏电站规模不断增大,并网光伏系统对原有供电网络的影响越来越大,孤岛检测成为光伏电站必须深入研究的问题。针对现有孤岛检测方法的不足,提出了一种基于小波变换与BP神经网络的新型被动式孤岛检测法。该法通过小波变换获得有关信号孤岛发生前后的特征信息,再由BP神经网络根据这些特征信息实施孤岛检测和孤岛保护行为。仿真研究的结果表明,所述新型被动式孤岛检测方法检测速度快,检测盲区小,在多个负载品质因数、谐波等扰动情况下,不会出现孤岛检测的误判行为。     

基于小波变换的分布式发电孤岛检测方法

为保证电力用户的供电质量和电力系统的安全运行,分布式发电系统（distributed generation,DG）要求具有孤岛检测功能。针对分布式发电系统中传统孤岛检测方法的不足,提出一种基于小波变换的孤岛检测方法。该方法用小波变换从公共连接点（point of common coupling,PCC）的电压提取小波系数,并求其标准偏差和能量值的平均值,再通过设置的门槛值来判断是否发生孤岛。研究结果表明,该方法克服了传统孤岛检测方法的缺点,同时,仿真结果验证了该方法能够快速、准确地检测到孤岛的发生,并表明即使在各种扰动下,也不会发生误动作。     

基于LightGBM算法的光伏并网系统孤岛检测及其集成的可解释研究

针对智能孤岛检测方法欠缺对数据集划分过程中标签分布不均问题的考虑,以及该领域尚未对复杂智能孤岛检测模型的决策进行可解释性分析,提出了一种基于轻梯度提升机(LightGBM)算法的孤岛检测模型。采用分层抽样的K折交叉验证检测模型的分类性能,解决数据标签分布不均的问题;提出基于决策树的Shapley值加性解释方法为主干,融合累计局部效应图和局部代理模型的集成可解释分析框架,从全局性和局部性角度对光伏并网系统的孤岛状态检测进行归因分析。算例仿真结果表明,所提模型能在传统检测方法的检测盲区中实现精确且快速的动态孤岛检测,且在电压波动、系统故障等情况下均未发生误判。基于集成的归因分析方法解决了单一可解释方法的欠合理性问题,揭示了模型输入电气特征自变量与孤岛检测响应因变量之间的关系,提高了模型的可信度。     

基于组合决策的孤岛检测技术在微电网中的应用

分析了电压相位突变、频率变化率和主动投切电容回路3种微电网孤岛检测方法的原理及特性,在此基础上给出了一种以被动检测为主,主动检测为辅的组合决策孤岛检测法,仿真结果表明,该方法可消除单一孤岛检测法存在的检测盲区,在不同的微网运行状态和不同负荷构成情况下均可实现孤岛检测。     

An improved islanding detection method based on correlation technique using reactive power variation

This paper presents an improved islanding detection method based on a correlation technique using reactive power variation for a three‐phase grid‐connected photovoltaic (PV) inverter system. Using a conventional reactive power variation (RPV) method for anti‐islanding, the reactive power component of PV inverter output varies periodically within a range of fixed magnitude for the inverter output frequency to go beyond the threshold of the over‐frequency relay or under‐frequency relay. While the conventional RPV method depends on the frequency relays, the proposed method uses a correlation factor between the commanded reactive power and the corresponding inverter frequency as an islanding detection indicator without relying on the frequency relays. The correlation factor of the proposed method is based on the fact that the commanded reactive power of a PV has a strong correlation with the frequency of the inverter voltage when islanding occurs. The proposed method has fast islanding detection capability and high power quality. In order to verify the proposed islanding detection method, the anti‐islanding experimental results of a 250‐kW three‐phase PV inverter by IEEE Std. 1547.1‐2005 are provided. © 2014 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

光伏并网系统的无盲区孤岛检测实现

IEEE Std,929-2000标准要求光伏并网逆变器必须配置孤岛保护。提出了易于DSP实现的Sandia频移(SFS)孤岛检测方案,通过分析数学模型得到一般工况下孤岛检测的不稳定判据,通过合理设计频移系数,即可实现光伏并网系统的无盲区孤岛检测。前级直流变换环节通过改进的变步长扰动追踪光伏发电系统的最大功率点可有效减少功率波动,为网侧孤岛测试提供一个良好的实验平台,进而获得理想的频移系数。仿真和实验结果均表明所提出的SFS孤岛检测的方案能快速进行孤岛保护,且对电网无污染。