并网逆变器的孤岛效应与检测方法.pptVIP

@OEDLancs光伏发电技术及其应用第9章并网逆变器的孤岛效应与检测方法Prof.WeiXueye魏學業教授Email:xywei@bjtu.edu.cnWorkingRoom:SD410SchoolofElectronicsandInformationEngineeringBeijingJiaotongUniversity

17September2024L929.1孤岛效应的产生机理及危害9.2孤岛检测标准及发展现状9.3被动式孤岛检测方法9.4主动式孤岛检测方法目录

17September2024L939.1孤岛效应的产生机理及危害9.1.1孤岛效应的定义所谓的“孤岛”是指电力系统的一部分（含负载和正在运行的发电设备）与其余部分隔离,能独立供电运行的一种状态。孤岛效应是并网发电系统特有的现象,具有相当大的危害性,不仅会危害到整个配电系统及用户端的设备,更严重的是会造成输电线路维修人员的生命安全。

17September2024L949.1孤岛效应的产生机理及危害9.1.2孤岛效应发生的机理孤岛效应产生的主要原因1）公共电网检测到故障,导致网侧投闸开关跳开,但是并网发电装置或者保护装置没有检测到故障而继续运行。2）由于电网设备故障而导致正常供电的意外中断。3）电网维修造成的供电中断。4）工作人员的误操作或蓄意破坏。5）自然灾害（风、雨、雷电等）。图9-1孤岛研究的电网拓扑

17September2024L959.1孤岛效应的产生机理及危害孤岛检测的基本原理电流控制型并网逆变器发电系统的功率图如图9-2所示图9-2断网前后孤岛区域等效电路图a)并网运行等效电路图b)断网后等效电路图

17September2024L969.1孤岛效应的产生机理及危害当电网掉电以后的等效电路如图9-2b所示,节点a处的电压变为U,RLC负载的谐振频率为由此可得a处的功率为

17September2024L979.1孤岛效应的产生机理及危害如果逆变器过频（OFR）、欠频（UFR）继电器的动作值是fmax、fmin,则当断网后负载的不匹配程度满足下面不等式时,频率的变化没有越限,频率继电器不动作。可以得出由此可得ΔL、ΔC和ΔQ三者之间的关系为令ΔCΔL=0,则

17September2024L989.1孤岛效应的产生机理及危害并网运行时,逆变器输出的有功功率为则并网运行时,AP由电网提供,即简化上式,得电网断开后,负载的有功功率变为假设并网系统采用的是恒定功率控制,则有

17September2024L999.1孤岛效应的产生机理及危害如果逆变器过电压（OVR）、欠电压（UVR）继电器的动作值是Umax、Umin,则当断网后负载的不匹配程度满足不等式（9-19）时,电压的变化没有越限,继电器不动作。

17September2024L9109.1孤岛效应的产生机理及危害9.1.3孤岛效应的危害1）当电网无法控制孤岛发生区域中的电压和频率,可能发生供电电压与频率不稳定的现象,电源的电压和频率可能会对孤岛系统中的用电设备产生一定的损害。2）如果负载容量大于逆变电源容量,导致逆变电源过载运行,逆变电源容易被烧毁。3）孤岛的电压相量会相对于主网产生漂移,如果两者相位相差很大,当电网快速恢复时,可能引起孤岛系统并网重合闸时再次跳闸,甚至损坏发电设备和其他连接设备。4）当发电系统处于孤岛时,与逆变电源相连的线路仍然带电,可能会危及电力线路的维护人员的安全,降低电网的安全性。5）妨碍供电系统正常恢复供电。孤岛发生后,逆变电源的输出与电网失去了同步时序,当电网恢复供电时可能因出现大的冲击电流而导致该线路再次跳闸（重合闸失败）,导致损坏逆变器和设备。

17September2024L9119.1孤岛效应的产生机理及危害并网逆变器两种防护方式:被动式防护:当电网中断供电时，会在电网电压的幅值、频率和相位参数上产生跳变信号，通过检测跳变信号来判断电网是否断电；主动式防护:对电网参数发出小干扰信号，通过检测反馈信号来判断电网是否断电。一旦并网逆变器检测并确定电网断电后，会立即自动运行“电网断电自动关闭”功能。当电网恢复自动供电时，并网逆变器会在检测到电网信号后持续90s，待电网完全恢复正常后才开始运行“电网恢复自动运行”功能。

17September2024L9129.2孤岛检测标准及发展现状9.2.1孤岛检测标准