基于移频法的单相光伏并网逆变器的孤岛检测技术的研究与实现(附件)【字数：10140】
摘 要随着光伏并网供电系统的逐步发展,孤岛效应常被忽略，然而孤岛效应的产生通常会带来极大的危害，不仅仅对维修人员的人身安全造成威胁，并且因为逆变产生的电压与频率都不是很稳定，对于用电设备也会造成一定的损坏，因此，及时的检测出来孤岛是十分重要的。所以孤岛检测成为了光伏并网逆变器所必需具备的功能。而本文结合了单相光伏并网逆变器控制过程介绍了基于移频法的孤岛检测技术，对AFD孤岛检测、AFDPF孤岛检测以及改进的AFDPF孤岛检测进行盲区检测的分析，再运用MATLAB对AFD孤岛检测、AFDPF孤岛检测以及改进的AFDPF孤岛检测进行仿真试验，分析对比三种基于频率偏移法的优缺点，改进的正反馈频率偏移法的孤岛检测技术在主动式移频法中可以最有效的的检测出孤岛，而其他两种方法也能通过改变一些数据来消除检测盲区，实现检测无盲区，所以基于移频法的孤岛检测技术是比较实用的孤岛检测技术。
目录
第一章 绪论 1
1.1研究背景 1
1.2研究现状和意义 1
1.3本文主要工作 2
第二章 孤岛效应的理论分析 3
2.1孤岛效应的基本概念 3
2.2孤岛检测的基本原理 3
2.3孤岛检测的标准 6
第三章 基于移频法的孤岛检测方法及其改进 8
3.1主动频移法 8
3.2正反馈移频法 11
3.3改进的正反馈移频法 12
第四章 建立仿真模型 和分析仿真结果 14
4.1 仿真模型建立及仿真参数设定 14
4.2 AFD孤岛检测的仿真结果及分析 14
4.3 AFDPF孤岛检测法的仿真结果及其分析 19
4.4 改进的AFDPF孤岛检测法的仿真结果与分析 22
结束语 25
致谢 26
参考文献 27
第一章 绪论
1.1研究背景
随着当今时代的发展，所以我国的工业化在不断地推进，所以总的来说，我国继续发展需要解决的问题就是我国的资源危机和如何解决我们现在严峻的问题——环境污染。而太阳能身为全球最多的清洁能源，收到各国人民的拥护。所以可以得知太阳能 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
光伏发电在之后将会得到非常广泛的研究、应用以及实现，所有在不久的将来会有很多的光伏逆变器被投入到使用当中[1]，而孤岛检测是光伏并网逆变器所必备的检测功能[2]。由于光伏发电并网逆变器系统是通过将太阳能经过逆变之后然后反馈到公共电网当中, 所以这时候就需我们去研究各种保护措施来预防孤岛效应的发生。除了一些通常需要的电流、电压以及频率监测保护除外, 一般还需要考虑孤岛效应。何谓孤岛效应，就是指当公共电网端由于断电或者二检修等一些情况处于停止供电的状态的时候，分布式发电端逆变器就不会检测到断开的状态，并且，这时候的电网还仍然处于工作的状态，并且会向电网反馈传送电量[34]。所有说，孤岛效应会造成整个配电系统的设备以及用户端的一些电气设备的损坏。下面就是孤岛效应产生的危害：
1)会对电力系统维修人员的人身安全造成危害；
2)其次会影响到在配电系统上设置的一些用来保护开关动作的程序；
3)再者，在孤岛效应发生地方，会出现供电电压与频率不稳定的现象，然后给用电设备带来一系列的危害；
4)再其次来说孤岛效应发生的地方如果供电恢复的时候，由于孤岛效应，会造成那片区域的电压相位不同，所以进一步的就会产生浪涌电流的现象，很有可能会造成那块区域的再次跳闸，所以对光伏发电系统以及供电系统会造成不可挽回的伤害；
5)最后来说光伏并网系统回因为单相供电的问题导致系统的三相负载发生欠相供电等问题。
所以，必须采取有效的措施来对电网进行孤岛检测的，用来预防孤岛效应。总的来说孤岛检测可分被动式孤岛检测、主动式孤岛检测和基于通讯方式的开关状态检测法三大类。
1.2研究现状和意义
国外的光伏并网逆变器在很早的时候就已经成为成熟的产品类型。欧洲是全球光伏并网逆变器的市场的领头养，那块地区的光伏逆变器的研发技术是远远领先其他的国家的，而且欧洲地区基本占领了全球的光伏逆变器的市场。目前，国外主要逆变器厂商有：德国SMA、美国PowerOne、德国KACO、德国瑞福索（REFUsol）等公司。但是我国从上个世纪才开始研究光伏逆变器，之后才开始出现了一部分公司和人员，争对光伏逆变器开始研究。我国在过去的10年中在西部建造七百余座太阳能光伏发电站并且出台了倾向性的政策，采取了财政补贴、科学技术的支持等一系列的手段来加快我国光伏发电产业的发展，我们国家的能源、技部、财政一起印发了《关于实施太阳示范工程》并且出台《可再生能源法》等[5]。
近年来，我国的新型能源光伏源在不断地兴起，所以对光伏逆变器研究其孤岛效应就成为了国内外的热门，关于这方面的研究内容如下：关于孤岛效应产生原因的研究、反孤岛策略的研究、反孤岛策略的有效性评估、光伏并网逆变器的反孤岛测试、如何利用孤岛效应等一系列的研究。目前，我国关于检测逆变器的孤岛效应有检测逆变器的外部的放法以及检测逆变器内部有源和无源这三种方法。我国以及国外的研究人员关于孤岛检测提出大约几十种预防方法，但是呢，金无足赤人无完人，检测方法也是一样的，有其优缺点和工作范围。所以现在来说，还没有完全统一一种检测孤岛效应的方法。关于频率偏移法的反孤岛策略大致分为正反馈频率偏移法[611]、改进的正反馈频率偏移法、主动频移法[1212]、滑模频率偏移法 (SlipMode Frequency Shift/SMS)[1415]等。
1.3本文主要工作
（1）本课题通过对光伏并网逆变器控制过程来了解基于频率偏移法的孤岛检测技术的研究与实现,从而有效避免孤岛效应的发生,尽可能小的减少孤岛效应带来的对设备及检修人员的危害。
（2）目前用来检测孤岛效应的传统方法有不足之处，考虑基于频率偏移法的基础上，来研究一些更加快、准确的孤岛检测与控制技术，从而避免孤岛效应带来的重大灾害。
（3）方法
①查阅资料;
②建立仿真模型,运用MATLAB来对各种基于频率偏移法的孤岛检测技术进行仿真。
目录
第一章 绪论 1
1.1研究背景 1
1.2研究现状和意义 1
1.3本文主要工作 2
第二章 孤岛效应的理论分析 3
2.1孤岛效应的基本概念 3
2.2孤岛检测的基本原理 3
2.3孤岛检测的标准 6
第三章 基于移频法的孤岛检测方法及其改进 8
3.1主动频移法 8
3.2正反馈移频法 11
3.3改进的正反馈移频法 12
第四章 建立仿真模型 和分析仿真结果 14
4.1 仿真模型建立及仿真参数设定 14
4.2 AFD孤岛检测的仿真结果及分析 14
4.3 AFDPF孤岛检测法的仿真结果及其分析 19
4.4 改进的AFDPF孤岛检测法的仿真结果与分析 22
结束语 25
致谢 26
参考文献 27
第一章 绪论
1.1研究背景
随着当今时代的发展，所以我国的工业化在不断地推进，所以总的来说，我国继续发展需要解决的问题就是我国的资源危机和如何解决我们现在严峻的问题——环境污染。而太阳能身为全球最多的清洁能源，收到各国人民的拥护。所以可以得知太阳能 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
光伏发电在之后将会得到非常广泛的研究、应用以及实现，所有在不久的将来会有很多的光伏逆变器被投入到使用当中[1]，而孤岛检测是光伏并网逆变器所必备的检测功能[2]。由于光伏发电并网逆变器系统是通过将太阳能经过逆变之后然后反馈到公共电网当中, 所以这时候就需我们去研究各种保护措施来预防孤岛效应的发生。除了一些通常需要的电流、电压以及频率监测保护除外, 一般还需要考虑孤岛效应。何谓孤岛效应，就是指当公共电网端由于断电或者二检修等一些情况处于停止供电的状态的时候，分布式发电端逆变器就不会检测到断开的状态，并且，这时候的电网还仍然处于工作的状态，并且会向电网反馈传送电量[34]。所有说，孤岛效应会造成整个配电系统的设备以及用户端的一些电气设备的损坏。下面就是孤岛效应产生的危害：
1)会对电力系统维修人员的人身安全造成危害；
2)其次会影响到在配电系统上设置的一些用来保护开关动作的程序；
3)再者，在孤岛效应发生地方，会出现供电电压与频率不稳定的现象，然后给用电设备带来一系列的危害；
4)再其次来说孤岛效应发生的地方如果供电恢复的时候，由于孤岛效应，会造成那片区域的电压相位不同，所以进一步的就会产生浪涌电流的现象，很有可能会造成那块区域的再次跳闸，所以对光伏发电系统以及供电系统会造成不可挽回的伤害；
5)最后来说光伏并网系统回因为单相供电的问题导致系统的三相负载发生欠相供电等问题。
所以，必须采取有效的措施来对电网进行孤岛检测的，用来预防孤岛效应。总的来说孤岛检测可分被动式孤岛检测、主动式孤岛检测和基于通讯方式的开关状态检测法三大类。
1.2研究现状和意义
国外的光伏并网逆变器在很早的时候就已经成为成熟的产品类型。欧洲是全球光伏并网逆变器的市场的领头养，那块地区的光伏逆变器的研发技术是远远领先其他的国家的，而且欧洲地区基本占领了全球的光伏逆变器的市场。目前，国外主要逆变器厂商有：德国SMA、美国PowerOne、德国KACO、德国瑞福索（REFUsol）等公司。但是我国从上个世纪才开始研究光伏逆变器，之后才开始出现了一部分公司和人员，争对光伏逆变器开始研究。我国在过去的10年中在西部建造七百余座太阳能光伏发电站并且出台了倾向性的政策，采取了财政补贴、科学技术的支持等一系列的手段来加快我国光伏发电产业的发展，我们国家的能源、技部、财政一起印发了《关于实施太阳示范工程》并且出台《可再生能源法》等[5]。
近年来，我国的新型能源光伏源在不断地兴起，所以对光伏逆变器研究其孤岛效应就成为了国内外的热门，关于这方面的研究内容如下：关于孤岛效应产生原因的研究、反孤岛策略的研究、反孤岛策略的有效性评估、光伏并网逆变器的反孤岛测试、如何利用孤岛效应等一系列的研究。目前，我国关于检测逆变器的孤岛效应有检测逆变器的外部的放法以及检测逆变器内部有源和无源这三种方法。我国以及国外的研究人员关于孤岛检测提出大约几十种预防方法，但是呢，金无足赤人无完人，检测方法也是一样的，有其优缺点和工作范围。所以现在来说，还没有完全统一一种检测孤岛效应的方法。关于频率偏移法的反孤岛策略大致分为正反馈频率偏移法[611]、改进的正反馈频率偏移法、主动频移法[1212]、滑模频率偏移法 (SlipMode Frequency Shift/SMS)[1415]等。
1.3本文主要工作
（1）本课题通过对光伏并网逆变器控制过程来了解基于频率偏移法的孤岛检测技术的研究与实现,从而有效避免孤岛效应的发生,尽可能小的减少孤岛效应带来的对设备及检修人员的危害。
（2）目前用来检测孤岛效应的传统方法有不足之处，考虑基于频率偏移法的基础上，来研究一些更加快、准确的孤岛检测与控制技术，从而避免孤岛效应带来的重大灾害。
（3）方法
①查阅资料;
②建立仿真模型,运用MATLAB来对各种基于频率偏移法的孤岛检测技术进行仿真。
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