基于AFD的微电网孤岛检测新方法
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作者简介 ： 李金懋 ， 硕士 ， 助教 ， 黑 龙 江 工 业 学 院 。研 究 方 向 ： 现 代 电力 电子 技 术 在 电 力 系 统 中的 应 用 。
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６ ４・
第ｌ １期
基于 Ａ Ｆ Ｄ的 微 电 网孤 岛检 测 新 方 法
２ ０ ｌ ５年
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Ｄ Ｇ ） ， 如可再生能源： 风能、 太阳能等； 非可再生资源： 微型
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汽轮机等。同时微电网还可以为用户提供供热或制冷服 务。可再生能源被充分利用， 能源的梯级利用体现得淋漓
流 扰 动 注入 方 法 。 应 用 此 方 法 可 以减 少 系统 的 总 谐 波 失 真 量 ， 且 检 测 盲 区被 改 善 ， 检 测 速 度 被 提 高 。在 Ｍ ａ ｔ ｌ ａ ｂ ／ Ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ｉ ｎ ｋ环 境 下 建 立 了 系统 模 型 ， 对 提 出的 新 方 法进 行 了仿 真 ， 并 详 尽 地 分析 了试 验 结 果 。
关键词 ： 微 电网； 孤 岛检测 ； 主动 频率偏移法 ； 总谐 波失真 ； 检测盲 区
中 图分 类号 ： Ｔ Ｍ ７ １ 文 献标 识 码 ： Ａ
微电网是由一组分布式电源、 负荷、 储能系统和控制装
１ 主动频率偏移法概述
置构成的单一可控的独立发电系统。 … 相对传统大电网，
岛运行状 态可能对人身安全和设备寿命造成危 害 ， 只有及 时应对 才能避免 不 良状 况的发 生。传统 的主 动频率偏
移 法， 当施 加 的 扰 动 注入 到 大 电 网 时 ， 检 测 盲 区 由 总谐 波 失 真 决 定 。 针 对 传 统 方 法 的这 一 缺 点 ， 提 出一 种 新 的 电
基于 Ａ Ｆ Ｄ 的 微 电 网孤 岛 检 测 新 方 法
李金 懋 ， 李林 扬２
（ １ ． 黑龙江工业学 院 电信 系 ， 黑龙江 鸡西 摘 １ ５ ８ １ ０ ０ ； ２ ． 国网新 源控 股有 限公司潘家 口蓄能 电厂 ， 河北 唐 山 ０ ６ ４ ３ ０ ９ ）
要： 随着微 电网技 术的不断发展 和广泛应 用， 计划外孤 岛运行故障 出现 的可能性也 就增加 了。计划外孤
微电网系统有与大 电网并 网运行和孤网运行两种模 式。孤网运行可分为计划内的孤岛运行和计划外的孤岛运 行。 计划外的孤网运行模式是指系统检测到大电网故障 或电能质量不达标时， 微电网脱离大电网的运行方式。如
果检测不及时， 微电网会继续为所带负载供电， 相关电路的 率ｆ 之间的关系为： 电压 、 频率、 相位会发生改变， 可能对线路维修人员的人身
尽致。
圈１ 主 动 频 率 偏 移 法 孤 岛检 测 波 形
如图 １ 所示， 逆变器输出死区时间 ｔ 的存在， 促使 电 流基波分量的相角发生移动。电流被强制置零的时间为死 区时间 ｔ ， 斩波系数为ｅ ， 它与电网电压 Ｕ 、 周期 Ｔ 存在如
下关系：
Ｃ ｆ ＝ ２ ｔ ／ Ｔ （ １ — １ ）
Ｃ ｏ ｍ ｍ ｏ ｎ Ｃ ｏ ｕ ｐ ｌ ｉ ｎ ｇ ， Ｐ Ｃ Ｃ ） 把微电网与大电网连接在一起。微 电网中可 以包含多种分布式 电源 （ Ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｅ ｄ Ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ，
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扰动电流波形的频率为ｆ 它与斩波系数Ｃ 和电网频
安全和设备使用寿命造成危害。分布式电源并 网标 准 Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ Ｓ ｔ ｄ ． ９ ２ ９ — ２ ０ ０ ０和Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ Ｓ ｔ ｄ ． １ ５ ４ ７ 标准中规定 ， 逆变器
应具有反孤岛检测装置。 ｌ ４ 。 本文提出一种基于主动频率偏移法 （ Ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ Ｄ ｒ ｉ ｔ ｆ ， Ａ Ｆ Ｄ ） 的新的扰动注入方法。运用此扰动波形进行孤 岛检测时， 系统产生的总谐波失真（ Ｔ ｏ ｔ ａ ｌ Ｈ ａ ｒ ｍ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｄ ｉ ｓ ｔ ｏ ｒ 。 ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｔ Ｈ Ｄ ） 较小， 检测盲区得到进一步改善， 提高了微电网 为：
０≤ ‘ １ ） ｔ ＜１ Ｔ —ｔ
盯 一 ｚ ≤ ∞ｔ
（ 卜 ２ ）
根据图 ２ 可以写出传统 Ａ Ｆ Ｄ电流扰动波形 Ｉ 。 ， 采用分
ｆ １ —３ ）
叮 『 ≤（ １ ） ｔ ＜２ １ Ｔ —ｔ ２ １ Ｔ—ｔ ≤‘ １ ） ｔ ≤２ 竹
主动频率偏移方法是基于对逆变器的原始参考电流，
微电网具备安全、 可靠、 高效 、 经济的特点。如果说能源互 注入一个电流波形扰动， 发生孤岛现象时来促使频率偏移 联网是一个生命体， 微电网就像能源互联网中不可或缺的 来检测孤岛运行的方法。 毛细末梢一样， 它的作用是尽可能的消耗由可再生分布式 电源产生的电能。 ＿ ２ 微电网的大力发展在一定程度上加快 了我国向资源节约型、 环境友好型社会转变。 微电网与大电网并网运行时， 微电网对内是一个单一 可控系统， 对外可视 为一个整体。公共连接点 （ Ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ ｏ ｆ
第 ｌ ５卷 第 １ １期 ２ ０ １ ５年 １ １月
鸡 西 大 学 学 报
Ｊ Ｏ ＵＲＮＡＬ ＯＦ Ｊ Ｉ ＸＩ ＵＮＩ ＶＥ ＲＳ Ｉ Ｔ Ｙ
Ｖｏ １ ． １ ５ Ｎｏ ． １ １ ＮＯ Ｖ ． ２ ０ １ ５
文章编 号 ： １ ６ ７ ２— ６ ７ ５ ８ （ ２ ０ １ ５ ） １ １ —０ ０ ６ ４— ４
