带孤岛效应检测的三相数字锁相环的设计-电测与仪表.doc

基于数字锁相环的主被动复合反孤岛方法研究* 陆原1，魏大鹏1,2，张军伟1 （1. 河北大学 电子与信息工程学院，河北 保定 071002；2. 中国电子科技集团54所， 石家庄 050081） 摘要：基于由分频器代替压控振荡器的三相数字锁相环，提出一种新型主被动复合反孤岛方法。包括一种新型主动移相保护方法，一种基于锁相环同步参考坐标系原理的新型过/欠电压保护法。同时结合另两种被动检测方法，全部依托三相数字锁相环实现。该复合检测方法无检测盲区、对电能质量影响较小、检测速度满足相关要求、结构简单易于实现。通过Matlab/Simulink中的模型搭建及仿真，验证了该方法可以达到设计要求和目的。 关键词：孤岛效应；数字锁相环；仿真；设计 中图分类号：TM 文献标识码： 文章编号：1001-1390（201）00-0000-00 slanding detection method based on digital phase-locked loop Lu Yuan1, Wei Dapeng1,2, Zhang Junwei1 (1. School of Electronics and Information Processing, Hebei University, Baoding 071002, Hebei, China. 2. The 54th Research Institute of CETC, Shijiazhuang 050081, China) Abstract: Based on a kind of three-phase digital phase-locked loop which the voltage controlled oscillator is instead of frequency divider, this paper puts forward a new primary passive compound islanding-detection method. Including a new type of active phase shift protection method, a new type of over/under voltage protection based on the principle of phase-locked loop synchronous reference frame. Combined with the other two types of passive detection methods at the same time and all depends on the three-phase digital phase-locked loop. The composite detection method is featured with no detection blind area, less impact on the power quality, the detection speed meeting the requirements, and the structure is simple and easy to realize. The model building and simulation in the Matlab/Simulink verified the method can meet the design requirements and purpose. Keywords: islanding effect, digital phase-locked loop, simulation, design 0 引 言 随着能源问题日渐加剧，越来越多由新能源构成的分布式发电系（Distributed Generation，DG）统并入电网，因此孤岛效应的检测与其保护愈发变得重要。孤岛效应是指因为某些原因，比如电网故障或电网停电维修时，DG并网逆变器仍然处于工作状态并继续向本地负载供电，从而形成一个不受电力公司控制的自供电网络回路。孤岛效应发生时会产生严重的后果，包括可能损害本地设备；使电力线路仍然带电从而危害检修人员安全；重新并网时因与电网不同步从而损坏断路器等。 孤岛检测方法分为本地检测法和远程检测法，其中本地检测法因为无需额外设备投入，成本较低所以广泛使用。本地检测法又分为主动式方法和被动式方法[1-4]，主动式方法通过对逆变器的某个参数比如电流的幅值、谐波、频率、相位实施扰动促使被检测量超出阈值从而触发孤岛保护。主动式方法的检测盲区(None Detecti