被動(dòng)式防孤島法被動(dòng)式孤島檢測(cè)方法的主要類型

1.過欠壓檢測(cè)法。通過實(shí)時(shí)檢測(cè)連接到公共電網(wǎng)的電壓大小是否超過限值，來判定是否出現(xiàn)孤島現(xiàn)象，此方法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，但孤島檢測(cè)準(zhǔn)確性不高。

2.過欠頻檢測(cè)法。通過實(shí)時(shí)檢測(cè)連接到公共電網(wǎng)的頻率大小是否超過限值，來判定孤島現(xiàn)象的方法，此方法易實(shí)現(xiàn)，但孤島檢測(cè)存在較大盲區(qū)。

3.電壓諧波檢測(cè)法。通過檢測(cè)并網(wǎng)電壓的總諧波失真度是否超過限值，來判定是否發(fā)生“孤島”現(xiàn)象，此方法能在很大的范圍內(nèi)檢測(cè)到孤島效應(yīng)，并且不受多機(jī)共同檢測(cè)的影響。但電網(wǎng)本身存在一定的諧波，導(dǎo)致孤島檢測(cè)的諧波電壓限制難于確定。

4.電壓相位突變檢測(cè)法。通過檢測(cè)并網(wǎng)輸出電壓與電流的相位差，來判斷是否出現(xiàn)孤島效應(yīng)。通過軟件算法實(shí)現(xiàn)，不影響電網(wǎng)電能質(zhì)量，且多臺(tái)同時(shí)檢測(cè)不會(huì)產(chǎn)生稀釋現(xiàn)象。但是這種方法檢測(cè)的閥值較難選擇，當(dāng)閥值選擇較低時(shí)，容易誤判；當(dāng)閥值選擇較高時(shí)，不能及時(shí)進(jìn)行保護(hù) 。

在新能源電力系統(tǒng)中，并網(wǎng)變流器必須具有防孤島能力，否則，電網(wǎng)失電后會(huì)造成電網(wǎng)事故。孤島效應(yīng)檢測(cè)方法有主動(dòng)式孤島檢測(cè)方法和被動(dòng)式孤島檢測(cè)方法。被動(dòng)式孤島檢測(cè)方法在電網(wǎng)失電后，負(fù)載有功功率和并網(wǎng)變流器功率匹配會(huì)失效，進(jìn)而造成電網(wǎng)不安全。并網(wǎng)變流器在電網(wǎng)失電后 ，被動(dòng)式檢測(cè)孤島效應(yīng)的方法會(huì)失效 。

在微電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行中，其中一個(gè)重要的問題就是在進(jìn)行防孤島檢測(cè)時(shí)盡可能的減少對(duì)電網(wǎng)的干擾影響。采用被動(dòng)式防孤島檢測(cè)對(duì)電能質(zhì)量基本沒有影響，所以在多機(jī)并聯(lián)的情況下，在能夠保證防孤島檢測(cè)的效能下，可以將部分逆變器采用被動(dòng)式防孤島檢測(cè)方案從而減小對(duì)電網(wǎng)的影響。

利用單機(jī)運(yùn)行的孤島檢測(cè)盲區(qū)分析可知，其部分采用純被動(dòng)式防孤島檢測(cè)時(shí)，對(duì)盲區(qū)影響較大，若是采用這種方案必須盡可能的減少其逆變器輸出功率的占比，從而減小對(duì)整體防孤島檢測(cè)效能的影響 。

當(dāng)被動(dòng)孤島檢測(cè)單獨(dú)使用時(shí)，有功功率與無功功率匹配程度較大，則無法檢測(cè)出孤島效應(yīng)狀態(tài)?，F(xiàn)采用主動(dòng)與被動(dòng)相結(jié)合的防孤島檢測(cè)方案，主動(dòng)式防孤島檢測(cè)是通過逆變器不斷地輸出一定程度的干擾信號(hào)，使其分布式電源輸出的電壓與頻率處于一種不平衡狀態(tài)，當(dāng)分布式電源與配電網(wǎng)斷開連接時(shí)，這種不平衡狀態(tài)就會(huì)使得頻率等各方面參數(shù)發(fā)生變化。通過主動(dòng)式防孤島檢測(cè)的干擾，其頻率與電壓更容易偏移出被動(dòng)式防孤島策略所預(yù)設(shè)的閾值，從而能夠使孤島效應(yīng)更容易的被檢測(cè)出來 。2100433B

隨著光伏產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，反孤島技術(shù)也得到了飛速的發(fā)展。國(guó)內(nèi)外的研究者們提出了各種各樣的反孤島技術(shù)，這些技術(shù)主要可以分為三大類:外部孤島檢測(cè)技術(shù)(Remotetechniques，主動(dòng)孤島檢測(cè)技術(shù)(Active techniques，和被動(dòng)孤島檢測(cè)技術(shù)(Passivetechniques，其中主動(dòng)孤島檢測(cè)技術(shù)和被動(dòng)孤島檢測(cè)技術(shù)又統(tǒng)稱為內(nèi)部孤島檢測(cè)技術(shù) (Local techniques)。

外部孤島檢測(cè)技術(shù)是檢測(cè)電網(wǎng)端的電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，這種技術(shù)可靠性高，盲區(qū)很小，但是成本高，對(duì)于小型光伏發(fā)電系統(tǒng)并不適應(yīng)。另外，外部孤島檢測(cè)技術(shù)需要依賴電網(wǎng)與逆變器的通信，這就需要裝置信號(hào)發(fā)生器和信號(hào)接收器，然而在電網(wǎng)端安裝設(shè)備的審批和手續(xù)很繁瑣。主動(dòng)孤島檢測(cè)技術(shù)對(duì)電網(wǎng)施加擾動(dòng)，成本低，可以有效減小盲區(qū)，但是擾動(dòng)會(huì)導(dǎo)致電能質(zhì)量降低，擾動(dòng)力度太小，檢測(cè)速度慢，盲區(qū)大，擾動(dòng)力度大，則電能質(zhì)量差，也可能導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常工作，所以主動(dòng)孤島檢測(cè)技術(shù)要控制好擾動(dòng)力度。被動(dòng)孤島檢測(cè)技術(shù)，不影響電能質(zhì)量，成本也低，但是盲區(qū)太大。我國(guó)要求并網(wǎng)逆變器采用主動(dòng)孤島檢測(cè)技術(shù)和被動(dòng)孤島檢測(cè)技術(shù)至少各一種，兩者結(jié)合，互相彌補(bǔ) 。

1. 以功率最大的 DG 為根節(jié)點(diǎn)建立功率樹，結(jié)合連通性約束和放射性約束用隱枚舉法在不考慮網(wǎng)損的情況下進(jìn)行優(yōu)化求解獲得初始劃分方案，然后在計(jì)及網(wǎng)損條件下通過對(duì)每個(gè)孤島進(jìn)行靜態(tài)生存性約束校驗(yàn)來修正恢復(fù)供電的負(fù)荷量，從而得到最終的孤島劃分方案。

2. 分別以 DG 為中心，通過功率圓遍歷的方法確定恢復(fù)等值有效負(fù)荷最大的孤島方案。但當(dāng) DG 較多時(shí)，以不同 DG 為中心的功率圓會(huì)存在相互重疊的可能，相交區(qū)域內(nèi)負(fù)荷的不同歸屬判定將會(huì)得到不同的孤島劃分方案。

3. 分別利用基于樹背包理論的分支定界算法和深度優(yōu)先動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法，并采用“搜索 校核”策略，實(shí)現(xiàn)了最優(yōu)孤島的劃分，其孤島劃分的最優(yōu)性具有較強(qiáng)的理論支撐。

4. 從 DG 最優(yōu)源點(diǎn)開始，根據(jù)節(jié)點(diǎn)電壓約束、支路潮流約束與無電磁環(huán)網(wǎng)約束，逐條線路擴(kuò)展供電范圍，當(dāng)約束條件不能滿足時(shí)即完成一個(gè)源點(diǎn)的擴(kuò)展，當(dāng)所有的源點(diǎn)擴(kuò)展結(jié)束時(shí)即完成了孤島劃分,

我國(guó)對(duì)于防孤島措施要求采用主動(dòng)孤島檢測(cè)技術(shù)和被動(dòng)孤島檢測(cè)技術(shù)至少各一種。在常用的主動(dòng)孤島檢測(cè)技術(shù)中，主動(dòng)頻率偏移法(即AFD法)是應(yīng)用較多的技術(shù)之一。

傳統(tǒng)AFD法檢測(cè)原理：在并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)中，公用電網(wǎng)和光伏發(fā)電系統(tǒng)同時(shí)給負(fù)載供電，公用電網(wǎng)相當(dāng)于電壓源，光伏發(fā)電系統(tǒng)相當(dāng)于電流源，當(dāng)系統(tǒng)正常工作時(shí)，公用電網(wǎng)對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)起鉗制作用;孤島時(shí)，光伏發(fā)電系統(tǒng)將處于單獨(dú)給負(fù)載供電的狀態(tài)，不再受公用電網(wǎng)鉗制，所以系統(tǒng)的參數(shù)隨著負(fù)載和光伏發(fā)電系統(tǒng)有功、無功匹配程度不同而產(chǎn)生不同程度的波動(dòng)。