基于盲区判别的主被动相结合孤岛检测方法研究

摘要

在能源枯竭的大背景下，光伏并网发电技术得到了大量的利用，在电网中所占的比重逐渐增大。但是，在电网中大量接入光伏并网发电系统会导致其发生孤岛效应的可能性增大，从而降低了电网的稳定性。因此，光伏并网发电系统发展所面临的主要问题就是孤岛效应。孤岛效应不仅会对人身构成威胁，还会对电力系统的设备造成损害，涉及财产和安全问题，影响光伏发电技术的发展。所以，光伏并网发电系统必须具有孤岛检测的能力.　　针对传统主动频率偏移法（AFD）检测速度较慢以及引入畸变电流的总谐波畸变率较大的不足，提出引入一个能使基波分量产生必要相角偏移的突变电流扰动信号，替代传统的平缓电流扰动信号，并在此基础上改变电流相位，从而进一步加快电流相角偏移速度的低畸变主动法。通过构建盲区范围坐标系绘制了传统AFD法、新频移式主动法以及低畸变主动法的检测盲区，并使用 Matlab 软件搭建模型对照组，得到了低畸变主动法拥有较快检测速度以及较小谐波失真的结论。　　针对单独使用被动型检测法和主动型检测法时存在的缺陷，提出一种基于盲区判别的主被动相结合孤岛检测方法，将被动型过/欠压、过/欠频检测法与主动型检测法结合使用。当并网系统的运行状态处于被动型检测法的盲区内时，系统会选择主动型检测法检测孤岛效应，反之选择被动型检测法。由此可知，主被动相结合的检测法会选择性的引入主动型孤岛检测法，从而解决了主动型孤岛检测法在非孤岛状态下谐波失真的问题。最后利用 Matlab 搭建模型，验证了系统运行状态处于被动型检测法盲区内时，会选择采用主动型检测法，并设置对照组验证了被动型过/欠压、过/欠频检测法与低畸变主动法结合使用时检测速度更快且谐波失真更小的优势。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 课题的研究背景

1.2 孤岛效应危害与研究现状分析

1.2.1 孤岛效应的危害

1.2.2 孤岛检测研究现状

1.3 研究意义

1.4 本文研究的主要内容

第二章 孤岛特性分析及检测方法研究

2.1 光伏并网发电系统及孤岛检测标准

2.1.1 光伏并网发电系统的结构

2.1.2 国内外孤岛检测标准

2.1.3 负载品质因数

2.2检测盲区坐标系描述法

2.2.1 ΔP×ΔQ坐标系

2.2.2 Qf0×Cnorm坐标系

2.3 被动型孤岛检测法

2.3.1 过/欠电压、过/欠频率检测法

2.3.2 电压相位突变检测法

2.3.3 电压谐波检测法

2.4 远端智能型孤岛检测法

2.4.1 电力线载波通信检测法

2.4.2 阻抗投切检测法

2.4.3 数据采集与监控检测法

第三章 基于现有主动型孤岛检测方法的改进与研究

3.1 主动频率偏移法

3.1.1 主动频率偏移法原理分析

3.1.2 主动频率偏移法盲区分析

3.1.3 主动频率偏移法谐波分析

3.2 新频移式主动法

3.2.1 新频移式主动法原理分析

3.2.2 新频移式主动法盲区分析

3.2.3 新频移式主动法谐波分析

3.3 低畸变主动法

3.3.1 低畸变主动法原理分析

3.3.2 低畸变主动法盲区分析

3.3.3 低畸变主动法谐波分析

3.4 仿真对比验证

第四章 基于盲区判别的主被动相结合孤岛检测方法研究

4.1 主被动相结合方法的基本思路与实现策略

4.1.1 主被动相结合检测方法的基本思路

4.1.2 方法实现的策略

4.2 主被动孤岛检测方法的选择

4.2.1 过/欠压与过/欠频盲区评估机制

4.2.2 频移式主动型孤岛检测法分析

4.3 主被动相结合的孤岛检测法变量分析与控制方法

4.3.1 数字相关原理相位差测量法

4.3.2 基于盲区判别式的控制方法

4.4 仿真分析验证

第五章 结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

攻读硕士期间主要研究成果

致谢