基于系統(tǒng)阻抗測(cè)量的有源孤島保護(hù)技術(shù)研究.pdf

1、近年來(lái)環(huán)境和能源問(wèn)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(yīng)用。隨著分布式發(fā)電系統(tǒng)越來(lái)越多的接入電網(wǎng)，它對(duì)主電網(wǎng)的影響便成為了又一研究熱題。當(dāng)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(fù)荷就構(gòu)成了一個(gè)獨(dú)立于主電網(wǎng)運(yùn)行的“孤島”。孤島內(nèi)因功率不匹配等原因可能導(dǎo)致分布式電源和用戶設(shè)備的損壞，同時(shí)也會(huì)影響本地負(fù)荷的供電電能質(zhì)量，甚至?xí)?duì)電力維護(hù)人員造成傷害。因

2、此迅速有效的孤島檢測(cè)技術(shù)對(duì)于分布式發(fā)電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行有著十分重要的意義。
　　 當(dāng)前的各種孤島檢測(cè)方法根據(jù)其檢測(cè)位置的不同大致可分為兩大類(lèi):遠(yuǎn)程檢測(cè)法和本地檢測(cè)法。遠(yuǎn)程檢測(cè)法準(zhǔn)確、可靠，其孤島檢測(cè)準(zhǔn)確性通常與分布式電源的類(lèi)型無(wú)關(guān)，但是其經(jīng)濟(jì)性低，只適用于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的分布式發(fā)電系統(tǒng)。本地檢測(cè)法又可分為無(wú)源法和有源法。無(wú)源法（又稱被動(dòng)法）對(duì)電網(wǎng)影響小，但是有明顯的檢測(cè)盲區(qū)(Non-Detection Zone，NDZ);有源法（又

3、稱主動(dòng)法）檢測(cè)盲區(qū)小，檢測(cè)精度高，但是加入的擾動(dòng)信號(hào)有可能對(duì)系統(tǒng)電能質(zhì)量造成不良影響，而且信號(hào)間的干擾一直是該類(lèi)方法難以克服的缺陷。
　　 本文針對(duì)國(guó)內(nèi)分布式發(fā)電系統(tǒng)的孤島問(wèn)題，提出了一種簡(jiǎn)單而有效的檢測(cè)方法:在DG出口端任意兩相之間設(shè)置一晶閘管，人為控制晶閘管周期性瞬時(shí)導(dǎo)通，從而造成DG出口端周期性瞬時(shí)相間短路，以產(chǎn)生一周期性暫態(tài)擾動(dòng)電壓和電流?；谠摂_動(dòng)電壓、電流信號(hào)并結(jié)合系統(tǒng)阻抗測(cè)量技術(shù)可實(shí)時(shí)獲得DG出口端的系統(tǒng)阻抗，通過(guò)

4、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(dǎo)、仿真分析、模擬實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)都驗(yàn)證了該方法的有效性。
　　 本文第一章介紹了孤島檢測(cè)的研究意義以及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀;第二章針對(duì)基于系統(tǒng)阻抗測(cè)量技術(shù)的孤島檢測(cè)方案原理進(jìn)行了詳細(xì)地分析，同時(shí)對(duì)擾動(dòng)電壓、電流信號(hào)的表達(dá)式進(jìn)行了推導(dǎo)，建立了有效的孤島檢測(cè)判據(jù)，從理論上驗(yàn)證了所述孤島檢測(cè)方法的有效性;第三章基于理論分析的結(jié)果展開(kāi)仿真研究，通過(guò)靈敏度分析驗(yàn)證了孤島檢測(cè)判據(jù)的