防孤岛效应思想

防孤岛效应

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什么是孤岛效应？ 

所谓孤岛现象是指当电网供电因故障事故或停电维修而跳脱时，各个用户端的分布式并网发电系统（如：光伏发电、风力发电、燃料电池发电等）未能即时检测出停电状态而将自身切离市电网络，而形成由分布电站并网发电系统和周围的负载组成的一个自给供电的孤岛。

孤岛危害 

孤岛一旦产生将会危及电网输电线路上维修人员的安全；影响配电系统上的保护开关的动作程序，冲击电网保护装臵；影响传输电能质量，电力孤岛区域的供电电压与频率将不稳定；当电网供电恢复后会造成的相位不同步；单相分布式发电系统会造成系统三相负载欠相供电。因此对于一个并网系统必须能够进行反孤岛效应检测。 

防孤岛检测 

逆变器直接并网时, 除了应具有基本的保护功能外, 还应具备防孤岛效应的特殊功能。从用电安全与电能质量考虑, 孤岛效应是不允许出现的；孤岛发生时必须快速、准确地切除并网逆变器， 由此引出了对于孤岛效应进行检测的控制。 基于逆变器的防孤岛效应保护方案分为主动式防孤岛保护方案和被动式防孤岛保护方案。被动式方案通过检测逆变器交流输出端电压或频率的异常来检测孤岛效应。由于被动式方案的检测范围有限，因此为了满足并网逆变器防孤岛保护安全标准的要求， 应至少设置各一种主动和被动防孤岛效应保护。主动式方案通过有意地引入扰动信号来监控系统中电压、频率以及阻抗的相应变化，以确定电网的存在与否。

防孤岛技术: 被动式方案通过检测逆变器交流输出端电压或频率的异常来检测孤岛效应. (保护方案主要有电压相位跳变、3次电压谐波变动、频率变化率检测、有功功率变动、无功功率变动等;) 主动式方案通过有意地引入扰动信号来监控系统中电压、频率以及阻抗的相应变化，以确定电网的存在与否。(主动式防孤岛效应保护方案主要有频率偏移、电流脉冲注入引起的阻抗变动、电力线载波通讯等。)

主动孤岛：

uwIslandState = {cActiveIsStop,

cActiveIsWorking,

cActiveIsNoDetected,

cActiveIsDetected,

cActiveIsJudge}

这是孤岛的状态，这里监视孤岛，用的是状态机。

下面是每个状态机在每个状态的时候，变量的值。

 

cActiveIsStop

cActiveIsWorking

cActiveIsNoDetected

cActiveIsDetected

cActiveIsJudge

udIsAPFDynStep

cActiveIsAPFMin

 

cActiveIsAPFMin

or

cActiveIsAPFMid

cActiveIsAPFMin

or

cActiveIsAPFMax

cActiveIsAPFMin

uwIslandState

cActiveIsWorking

 

 

 

 

wIslandDirNowFlag

cActiveIsDirFreqUp

 

wIslandDirNowFlag * -1

wIslandDirNowFlag * -1

wIslandDirNowFlag * -1

wIslandDetectFlag

cActiveIsNoDetected

 

cActiveIsNoDetected

or

cActiveIsDetected

cActiveIsNoDetected

or

cActiveIsJudge

cActiveIsNoDetected

     

主动孤岛的检测方法：

if frequency err > 0.1Hz,继续检测，如果frequency err>0.2HZ,继续检测，如果frequency err>0.3HZ，则以主动孤岛的故障关断逆变器。如果以上条件不满足，则一直是此刻的状态，不往下一刻的状态走。

 

检测出来孤岛的话，wThetaIsland = 锁相的角度加角度补偿值加60；

没有检测出来孤岛的话，wThetaIsland= 锁相的角度加角度补偿减去25。

Pid调节用的就是wThetaIsland，这个角度。

逆变输出电流越小，补偿角度越大。补偿角度最大值为160，最小角度0。

 

 

 

 

被动孤岛：

被动孤岛的检测，也是用状态机，包含有三个状态passive_normal,passive_detecting,

passive_detected。

在passive_normal下:检测（电网周期值和周期平均值）的差值，将差值和

uwGridPeriodDelta;

//被动孤岛相位限值进行比较。差值大于限制，则进入到下一个状态机

passive_detecting。

在passive_detecting下：继续检测差值和限值的大小，如果还是大于限值，且次数超过5次，则进入下一个状态passive_detected。

在passive_detected下：如果两次频率的差值大于20，则以被动孤岛故障关断逆变器。

在passive_normal和passive_detecting下，保存电网周期历史值。

 

前次频率偏差值和这次频率偏差值的判断：

1. 在这两次频率偏差值中，选择一个最大值和最小值。

a) 然后最大值频率如果大于1.5且最小值频率大于1

，且最大值频率和最小值频率的差值大于0.25，则以被动孤岛的故障，关断逆变器。

b) 然后最大值频率如果大于0.2且最小值频率大于0.15，且最大值频率和最小值频率的差值大于0.15，则以被动孤岛的故障，关断逆变器。

 

对于瞬间电压跌落的情况：

瞬间电压跌落恢复后(可能误报为被动孤岛)，立即启动(要求为10s内启动)。在非工作状态下，在频率不为0的时候，延时将逆变器启动。再将状态切换至passive_normal。