基于系統(tǒng)阻抗測量的有源孤島保護技術(shù)研究.pdf

1、近年來環(huán)境和能源問題受到人們的高度關(guān)注，因此，投資少、能耗低的分布式發(fā)電技術(shù)在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的應用。隨著分布式發(fā)電系統(tǒng)越來越多的接入電網(wǎng)，它對主電網(wǎng)的影響便成為了又一研究熱題。當分布式發(fā)電系統(tǒng)因故障等原因與主電網(wǎng)解列后，分布式電源(DG)及其所帶的一定容量的本地負荷就構(gòu)成了一個獨立于主電網(wǎng)運行的“孤島”。孤島內(nèi)因功率不匹配等原因可能導致分布式電源和用戶設備的損壞，同時也會影響本地負荷的供電電能質(zhì)量，甚至會對電力維護人員造成傷害。因

2、此迅速有效的孤島檢測技術(shù)對于分布式發(fā)電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行有著十分重要的意義。
　　 當前的各種孤島檢測方法根據(jù)其檢測位置的不同大致可分為兩大類:遠程檢測法和本地檢測法。遠程檢測法準確、可靠，其孤島檢測準確性通常與分布式電源的類型無關(guān)，但是其經(jīng)濟性低，只適用于結(jié)構(gòu)簡單的分布式發(fā)電系統(tǒng)。本地檢測法又可分為無源法和有源法。無源法（又稱被動法）對電網(wǎng)影響小，但是有明顯的檢測盲區(qū)(Non-Detection Zone，NDZ);有源法（又

3、稱主動法）檢測盲區(qū)小，檢測精度高，但是加入的擾動信號有可能對系統(tǒng)電能質(zhì)量造成不良影響，而且信號間的干擾一直是該類方法難以克服的缺陷。
　　 本文針對國內(nèi)分布式發(fā)電系統(tǒng)的孤島問題，提出了一種簡單而有效的檢測方法:在DG出口端任意兩相之間設置一晶閘管，人為控制晶閘管周期性瞬時導通，從而造成DG出口端周期性瞬時相間短路，以產(chǎn)生一周期性暫態(tài)擾動電壓和電流。基于該擾動電壓、電流信號并結(jié)合系統(tǒng)阻抗測量技術(shù)可實時獲得DG出口端的系統(tǒng)阻抗，通過

4、實時監(jiān)測該系統(tǒng)阻抗的變化即可迅速判斷出DG是否處于孤島狀態(tài)。理論推導、仿真分析、模擬實驗和現(xiàn)場試驗都驗證了該方法的有效性。
　　 本文第一章介紹了孤島檢測的研究意義以及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀;第二章針對基于系統(tǒng)阻抗測量技術(shù)的孤島檢測方案原理進行了詳細地分析，同時對擾動電壓、電流信號的表達式進行了推導，建立了有效的孤島檢測判據(jù)，從理論上驗證了所述孤島檢測方法的有效性;第三章基于理論分析的結(jié)果展開仿真研究，通過靈敏度分析驗證了孤島檢測判據(jù)的