改進(jìn)的周期主動(dòng)頻移式孤島檢測(cè)方法

楊恢東，吳 浪，李心茹，劉 輝，王河深

?

改進(jìn)的周期主動(dòng)頻移式孤島檢測(cè)方法

楊恢東，吳 浪，李心茹，劉 輝，王河深

(暨南大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院，廣東 廣州 510632)

當(dāng)在非檢測(cè)區(qū)內(nèi)電流擾動(dòng)角和負(fù)載相角匹配時(shí)，基于周期交替電流擾動(dòng)法可以有效地檢測(cè)出孤島現(xiàn)象。然而該方法存在注入擾動(dòng)對(duì)輸出電流的質(zhì)量影響較大的缺點(diǎn)。結(jié)合一種改進(jìn)的主動(dòng)頻移法，提出改進(jìn)的周期主動(dòng)頻移式孤島檢測(cè)方法。該方法在相鄰兩個(gè)周期以不同的電流擾動(dòng)方程作為參考電流波形，前一個(gè)周期中注入擾動(dòng)使公共耦合點(diǎn)電壓頻率向上偏移，后一個(gè)周期使頻率向下偏移。電網(wǎng)斷電后，通過(guò)觀察相鄰周期公共耦合點(diǎn)電壓頻率差是否連續(xù)的正負(fù)交替變化來(lái)識(shí)別孤島現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)理論分析和Matlab仿真驗(yàn)證，該方法可以準(zhǔn)確地識(shí)別出非檢測(cè)區(qū)內(nèi)的孤島效應(yīng)，同時(shí)注入的擾動(dòng)對(duì)輸出電能質(zhì)量影響很小。

分布式發(fā)電；孤島檢測(cè)；周期交替；主動(dòng)頻移；非檢測(cè)區(qū)

0 引言

分布式發(fā)電系統(tǒng)將太陽(yáng)電池產(chǎn)生的直流電逆變?yōu)榻涣麟姾筝斔偷诫娋W(wǎng)，這一過(guò)程需要并網(wǎng)系統(tǒng)有各種完善的保護(hù)措施。而保護(hù)措施除了一般的檢測(cè)保護(hù)外，還需要考慮到一種特殊的故障狀態(tài)，即孤島效應(yīng)。孤島效應(yīng)是指當(dāng)電網(wǎng)由于故障事故或自然因素等原因中斷供電時(shí)，光伏并網(wǎng)系統(tǒng)仍通過(guò)逆變器向周?chē)呢?fù)載供電，從而與負(fù)載形成了一個(gè)電力公司無(wú)法控制的自給供電孤島的現(xiàn)象[1]。孤島現(xiàn)象會(huì)嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，不僅會(huì)損壞接入的并網(wǎng)電力設(shè)備，甚至可能會(huì)危及到線路維修人員的人身安全?？梢?jiàn)對(duì)于一個(gè)并網(wǎng)系統(tǒng)必須具備孤島檢測(cè)的能力。

孤島檢測(cè)方法通常分為三大類，即開(kāi)關(guān)狀態(tài)監(jiān)測(cè)法、被動(dòng)檢測(cè)法和主動(dòng)檢測(cè)法[2]。開(kāi)關(guān)狀態(tài)監(jiān)測(cè)法基于通信手段，依賴于分布式系統(tǒng)與電網(wǎng)之間的通信信號(hào)來(lái)判斷是否發(fā)生孤島[3]。被動(dòng)檢測(cè)法通過(guò)檢測(cè)電網(wǎng)斷電時(shí)公共耦合點(diǎn)(The point of common coupling，PCC)電壓[4]、頻率[5]、相位[6]、諧波[7]等系統(tǒng)參數(shù)是否出現(xiàn)異常來(lái)判斷孤島。主動(dòng)檢測(cè)法則通過(guò)在輸出電流中注入擾動(dòng)，當(dāng)孤島發(fā)生時(shí)，注入的擾動(dòng)促使系統(tǒng)參數(shù)快速超出閾值來(lái)檢測(cè)孤島[8-10]。其中主動(dòng)移頻法(Active Frequency-Drift，AFD)以檢測(cè)效率高，而又無(wú)需添加任何硬件受到研究人員的關(guān)注[11-17]。然而當(dāng)非檢測(cè)區(qū)內(nèi)電流擾動(dòng)角與負(fù)載相角匹配時(shí)，該方法將無(wú)法檢測(cè)出孤島，同時(shí)注入的擾動(dòng)也會(huì)影響輸出電能的質(zhì)量。針對(duì)AFD方法存在的上述問(wèn)題，不少學(xué)者提出了改進(jìn)[14-16]。文獻(xiàn)[15]提出一種改進(jìn)的AFD方法，在第二個(gè)和第四個(gè)四分之一周期注入階躍擾動(dòng)來(lái)形成參考電流波形。該方法產(chǎn)生的輸出電流總諧波畸變率(THD)較傳統(tǒng)AFD方法將減小至少30%，但是仍存在非檢測(cè)區(qū)的問(wèn)題。文獻(xiàn)[17]提出一種基于周期交替電流擾動(dòng)的孤島檢測(cè)方法(Alternate Current Disturbance, ACD)，該方法通過(guò)觀察相鄰周期頻率差是否正負(fù)規(guī)律變化來(lái)判斷孤島，有效地解決了存在非檢測(cè)區(qū)的問(wèn)題，但是輸出電能質(zhì)量并未得到改善。

針對(duì)實(shí)際系統(tǒng)對(duì)孤島檢測(cè)的可靠性要求，以及兼顧擾動(dòng)信號(hào)對(duì)輸出電能質(zhì)量影響小，本文在文獻(xiàn)[15]中電流擾動(dòng)方程的基礎(chǔ)上，參考文獻(xiàn)[17]的周期性思想提出了一種改進(jìn)的周期主動(dòng)頻移式孤島檢測(cè)方法。通過(guò)Matlab仿真驗(yàn)證表明，該方法既保留文獻(xiàn)[15]注入的擾動(dòng)對(duì)輸出電流質(zhì)量影響小的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確的孤島檢測(cè)，且不存在非檢測(cè)區(qū)問(wèn)題。

1 AFD及改進(jìn)的AFD原理簡(jiǎn)析

AFD方法以公共點(diǎn)電壓頻率作為逆變器輸出電流的參考頻率，對(duì)原始參考電流注入擾動(dòng)信號(hào)，使得逆變器輸出電流波形有輕微的畸變，當(dāng)孤島發(fā)生時(shí)， PCC電壓頻率發(fā)生偏移，頻率經(jīng)過(guò)偏移累計(jì)后，若超出正常允許的閾值范圍，將觸發(fā)孤島保護(hù)動(dòng)作。圖1所示為AFD原理。

圖1 AFD原理

文獻(xiàn)[15]提出一種改進(jìn)的AFD方法，在第二個(gè)和第四個(gè)四分之一周期注入階躍擾動(dòng)信號(hào)形成參考電流波形，如圖2所示。形成的參考電流波形表達(dá)式為

式中：為電流幅值；為公共耦合點(diǎn)角頻率；為擾動(dòng)系數(shù)，一般取-0.1≤≤0.1，且≠0。

當(dāng)>0時(shí)，PCC點(diǎn)電壓頻率向上偏移；當(dāng)<0時(shí)，PCC點(diǎn)電壓頻率向下偏移。

改進(jìn)的AFD方法不僅能實(shí)現(xiàn)快速的孤島檢測(cè)，同時(shí)其電流擾動(dòng)方程還在一定程度上減小了對(duì)輸出電流的影響。相比傳統(tǒng)的AFD法，該方法產(chǎn)生的輸出電流THD減小至少30%[15]。

圖2 文獻(xiàn)[15]中改進(jìn)的AFD方法

通常用電阻、電感、電容并聯(lián)模擬本地負(fù)載，當(dāng)孤島發(fā)生時(shí)，若電流擾動(dòng)角等于負(fù)載相角時(shí)，即

PCC電壓頻率將穩(wěn)定工作在一點(diǎn)，如果該點(diǎn)處于非檢測(cè)區(qū)(49.5~50.5 Hz)內(nèi)，則將無(wú)法檢測(cè)出孤島。

2 改進(jìn)的周期主動(dòng)頻移法

2.1 改進(jìn)的周期主動(dòng)頻移法的原理

為了解決改進(jìn)的AFD方法存在的非檢測(cè)區(qū)問(wèn)題，同時(shí)保留其電流擾動(dòng)方程對(duì)電流質(zhì)量影響小的優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合文獻(xiàn)[17]中的周期思想，提出了一種改進(jìn)的周期主動(dòng)頻移式孤島檢測(cè)方法。

圖3所示為改進(jìn)的周期主動(dòng)頻移檢測(cè)方法的原理。在第2個(gè)整數(shù)周期，采用>0的改進(jìn)電流擾動(dòng)方程，當(dāng)孤島發(fā)生時(shí)注入的擾動(dòng)可以促使PCC電壓頻率向上偏移；在第2+1個(gè)整數(shù)周期，采用<0的改進(jìn)電流擾動(dòng)方程，當(dāng)孤島發(fā)生時(shí)注入的擾動(dòng)可以促使PCC電壓頻率向下偏移。如此進(jìn)行周期交替擾動(dòng)。

圖3 輸出電流和頻率變化狀態(tài)

穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，第2個(gè)整數(shù)周期PCC點(diǎn)電壓 頻率2N與前一周期的頻率之差：

相鄰周期的頻率差符號(hào)Δstatus記為1。第2+1個(gè)整數(shù)周期頻率2N+1與前一周期的頻率之差：

(4)

Δstatus記為-1。

當(dāng)電網(wǎng)正常工作時(shí)，電網(wǎng)可以看作一個(gè)內(nèi)阻無(wú)窮小的恒壓源，公共點(diǎn)電壓受到電網(wǎng)的箝制，即使引入了電流擾動(dòng)，PCC電壓頻率仍保持不變，相鄰周期的頻率差為0。假設(shè)電網(wǎng)斷開(kāi)后，公共點(diǎn)電壓和頻率均處于非檢測(cè)區(qū)。若負(fù)載諧振頻率和電網(wǎng)頻率相等，則PCC電壓頻率仍保持電網(wǎng)電壓頻率不變；當(dāng)負(fù)載諧振頻率小于電網(wǎng)頻率時(shí)，PCC電壓頻率將會(huì)向減小的方向移動(dòng)；當(dāng)負(fù)載諧振頻率大于電網(wǎng)頻率時(shí)，PCC電壓頻率將向增大的方向移動(dòng)。經(jīng)過(guò)一定周期的過(guò)渡過(guò)程到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)，由于周期交替電流擾動(dòng)的作用，從而引起相鄰周期的PCC電壓頻率呈現(xiàn)高低變化。其中第2個(gè)整數(shù)周期的PCC頻率將會(huì)變大，與前一周期的頻率差符號(hào)Δstatus為1；第2+1個(gè)整數(shù)周期的PCC頻率將會(huì)變小，Δstatus為-1。如圖3(b)所示。連續(xù)記錄在相鄰周期中2周期的頻率差符號(hào)為1、2+1周期的頻率差符號(hào)為-1的次數(shù)，即相鄰周期的頻率差符號(hào)出現(xiàn)下降沿跳變的次數(shù)。當(dāng)其超過(guò)設(shè)定的次數(shù)ref時(shí)，視為檢測(cè)出孤島。如果在計(jì)數(shù)過(guò)程中，相鄰周期中不是出現(xiàn)第2個(gè)整數(shù)周期頻率差符號(hào)為1，且第2+1個(gè)整數(shù)周期的頻率差符號(hào)為-1的情況(兩者必須同時(shí)滿足)，則重新計(jì)數(shù)，這樣可以避免電網(wǎng)頻率的隨機(jī)波動(dòng)引起誤動(dòng)作。圖4為該孤島檢測(cè)方法的流程圖。

圖4 孤島檢測(cè)流程圖

2.2的選取和判定次數(shù)ref的確定

改進(jìn)的電流擾動(dòng)方程產(chǎn)生的電流波形的總諧波分量為

由式(5)可得到改進(jìn)后的電流擾動(dòng)方程中的擾動(dòng)系數(shù)與輸出電流質(zhì)量的關(guān)系，如圖5所示。選取=0.015既能保證有效地區(qū)分相鄰周期頻率差變化狀態(tài)，同時(shí)又使得輸出電流的較小。

圖5 與的關(guān)系

Fig. 5 versus

當(dāng)相鄰周期PCC點(diǎn)電壓頻率差正負(fù)交替變化的次數(shù)達(dá)到設(shè)定的ref時(shí)，即認(rèn)為檢測(cè)出孤島現(xiàn)象。檢測(cè)過(guò)程中出現(xiàn)誤動(dòng)作的概率為。ref越小，檢測(cè)所需的時(shí)間越短；ref越大，檢測(cè)所需的時(shí)間越長(zhǎng)，但同時(shí)誤動(dòng)作的概率越小。選擇合適的ref至關(guān)重要。孤島檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定必須在2 s內(nèi)檢測(cè)出孤島[18-19]?？紤]到檢測(cè)過(guò)程中到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)需要一定的過(guò)渡周期，以及電壓頻率變化的隨機(jī)性，因此折中考慮，取ref為10，此時(shí)誤動(dòng)作概率較低，幾乎可以忽略，同時(shí)檢測(cè)孤島所需時(shí)間也較短。

3 仿真驗(yàn)證

本文使用Matlab/Simulink構(gòu)建單相全橋并網(wǎng)逆變器模型對(duì)提出改進(jìn)的周期主動(dòng)移頻式孤島檢測(cè)方法進(jìn)行孤島檢測(cè)仿真驗(yàn)證。仿真參數(shù)如表1所示。本地負(fù)載由并聯(lián)RLC模擬。整個(gè)系統(tǒng)仿真時(shí)間持續(xù)1 s，其中0.2 s為孤島發(fā)生時(shí)刻。

表1 仿真參數(shù)

在相同的/=1%的情況下，分別對(duì)改進(jìn)的AFD方法、文獻(xiàn)[17]中的周期電流擾動(dòng)方法和本文提出的改進(jìn)的周期主動(dòng)頻移式孤島檢測(cè)方法進(jìn)行仿真。所有的仿真均在輸出功率與負(fù)載消耗功率匹配且負(fù)載諧振頻率等于電網(wǎng)額定頻率阻性負(fù)載的最差情況下進(jìn)行。其中改進(jìn)的AFD方法和本文提出的方法采用相同的擾動(dòng)系數(shù)，=0.015。文獻(xiàn)[17]中的周期電流擾動(dòng)方法和本文提出的改進(jìn)的周期主動(dòng)頻移法由于是通過(guò)相鄰周期PCC頻率的正負(fù)交替變化來(lái)判斷孤島的，其檢測(cè)時(shí)間很大程度上是由判定次數(shù)來(lái)決定，因此仿真中兩者采用相同的判定次數(shù)ref=10。圖6為改進(jìn)的AFD法在=0.015條件下的仿真結(jié)果，從圖6(b)可以看出，當(dāng)電流擾動(dòng)角等于負(fù)載相角時(shí)，PCC點(diǎn)的電壓頻率將不會(huì)發(fā)生偏移，而穩(wěn)定在非檢測(cè)區(qū)內(nèi)，孤島檢測(cè)失敗。

圖7、圖8分別為文獻(xiàn)[17]中的周期電流擾動(dòng)方法和改進(jìn)的周期主動(dòng)頻移式孤島檢測(cè)法的仿真結(jié)果，由圖可知兩種方法均可以成功地檢測(cè)出孤島。由于在相同的/情況下仿真且兩種方法中判定次數(shù)ref相等，因此兩種方法檢測(cè)出孤島狀態(tài)所需的時(shí)間基本相同，均為0.5 s左右。但是由于采用了不同擾動(dòng)的參考電流方程，輸出電流的不同。由圖9可知，文獻(xiàn)[17]中提出的周期電流擾動(dòng)方法中截?cái)嘞禂?shù)取0.01時(shí)，輸出電流的為0.98%，而在改進(jìn)的周期主動(dòng)頻移式孤島檢測(cè)法中擾動(dòng)系數(shù)取0.015，輸出電流的為0.67%，減少約0.31個(gè)百分點(diǎn)。可見(jiàn)本文提出的方法中引入的擾動(dòng)對(duì)輸出電能的質(zhì)量影響更小。

圖6 改進(jìn)的AFD的仿真結(jié)果

圖7 周期電流擾動(dòng)法的仿真結(jié)果

圖8 改進(jìn)的周期主動(dòng)移頻法的仿真結(jié)果

圖9 兩種方法的輸出電流總諧波畸變率

4 結(jié)論

本文針對(duì)改進(jìn)的AFD方法存在非檢測(cè)區(qū)的問(wèn)題，而周期交替電流擾動(dòng)方法存在注入擾動(dòng)對(duì)輸出電流質(zhì)量影響較大，結(jié)合兩者優(yōu)點(diǎn)互補(bǔ)，提出了一種改進(jìn)的周期主動(dòng)頻移式孤島檢測(cè)方法。該方法有以下特點(diǎn)：

(1) 在相鄰周期分別采用>0和<0的改進(jìn)電流擾動(dòng)方程，引入的擾動(dòng)對(duì)逆變器輸出電流的質(zhì)量影響很小。

(2) 本方法引入的擾動(dòng)并不是單純的將頻率推出閾值來(lái)判斷孤島的，而是根據(jù)相鄰周期頻率差呈正負(fù)規(guī)律變化來(lái)識(shí)別孤島現(xiàn)象。因此不存在非檢測(cè)區(qū)的問(wèn)題。

雖然本文提出的方法對(duì)比傳統(tǒng)的檢測(cè)方法存在檢測(cè)時(shí)間相對(duì)偏長(zhǎng)的缺點(diǎn)，但是本文提出的方法在保證了孤島檢測(cè)準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)上，同時(shí)具有對(duì)輸出電能的質(zhì)量影響小的優(yōu)點(diǎn)。可以考慮將該方法與傳統(tǒng)的檢測(cè)方法結(jié)合使用，將可能實(shí)現(xiàn)更加快速、可靠的孤島保護(hù)效果。

[1] 郭小強(qiáng), 趙清林, 鄔偉揚(yáng). 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)孤島檢測(cè)技術(shù)[J]. 電工技術(shù)學(xué)報(bào), 2007, 22(4): 157-162．

GUO Xiaoqiang, ZHAO Qinglin, WU Weiyang. Islanding detection method for photovoltaic grid-connected power system[J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2007, 22(4): 157-162.

[2] 程啟明, 王映斐, 程尹曼, 等. 分布式發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)中孤島檢測(cè)方法的綜述研究[J]. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制, 2011, 39(6): 147-154.

CHENG Qiming, WANG Yingfei, CHENG Yinman, et al. Overview study on islanding detection methods for distributed generation grid-connected system[J]. Power System Protection and Control, 2011, 39(6): 147-154.

[3] REFERRN M A, USTAO, FIELDING G. Protection against loss of utility grid supply for a dispersed storage and generation unit[J]. IEEE Transactions on Power Delivery, 1993, 8(3): 948-954.

[4] VIEIRA J C M, CORREA D S, FREITAS W, et al. Performance curves of voltage relays for islanding detection of distributed generators[J]. IEEE Transactions on Power Systems, 2005, 20(3): 1660-1662．

[5] VIEIRA J C M, FREITAS W, XU W, et al. Performance of frequency relays for distributed generation protection[J]. IEEE Transactions on Power Delivery, 2006, 21(3): 1120-1127.

[6] ROPP M E, BEGOVIC M, ROHATGI A, et al. Determining the relative effectiveness of islanding detection methods using phase criteria and no detection zones[J]. IEEE Transactions on Energy Conversion, 2000, 15(3): 290-296.

[7] 朱時(shí)雨, 鄭濤, 羅美玲, 等. 基于濾波裝置短路的孤島檢測(cè)法在分布式發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制, 2015, 43(19): 106-111.

ZHU Shiyu, ZHENG Tao, LUO Meiling, et al. Islanding detection method based on short-filtering device for DG system[J]. Power System Protection and Control, 2015, 43(19): 106-111.

[8] 崇志強(qiáng), 戴志輝, 焦彥軍. 基于負(fù)序電流注入的光伏并網(wǎng)逆變器孤島檢測(cè)方法[J]. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制, 2014, 42(24): 65-71.

CHONG Zhiqiang, DAI Zhihui, JIAO Yanjun. Islanding detection method based on grid-connected photovoltaic converter and negative[J]. Power System Protection and Control, 2014, 42(24): 65-71.

[9] LOPES L A C, SUN H. Performance assessment of active frequency drifting islanding detection methods[J]. IEEE Transactions on Energy Conversion, 2006, 21(1): 171-180.

[10] 丁浩, 魏艷君, 漆漢宏, 等. 基于自適應(yīng)有功電流擾動(dòng)的孤島檢測(cè)[J]. 電工技術(shù)學(xué)報(bào), 2014, 29(8): 294-300.

DING Hao, WEI Yanjun, QI Hanhong, et al. A novel islanding detection based on adaptive active current disturbance[J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2014, 29(8): 294-300.

[11] KO M J, CHOY I, CHOI J Y, et al. Simulation of active frequency drift adding zero current method for islanding detection[C] // Power Electronic Specialists Conference, 2006, PESC’06. 37th IEEE, 2006: 1-5.

[12] 蔣翠, 祁新梅, 鄭壽森. 帶電壓頻率正反饋的主動(dòng)移頻式孤島檢測(cè)方法[J]. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制, 2014, 42(8): 95-100.

JIANG Cui, QI Xinmei, ZHENG Shousen. Active frequency drifting islanding detection with positive feedback of voltage frequency[J]. Power System Protection and Control, 2014, 42(8): 95-100.

[13] 陳武, 王廣江, 蔣瑋. 一種低諧波畸變量的快速主動(dòng)移頻式孤島檢測(cè)方法[J]. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制, 2013, 41(24): 107-111.

CHEN Wu, WANG Guangjiang, JIANG Wei. An improved active frequency drift islanding detection method with lower total harmonic distortion[J]. Power System Protection and Control, 2013, 41(24): 107-111.

[14] 鄧燕妮, 桂衛(wèi)華. 一種低畸變的主動(dòng)移頻式孤島檢測(cè)方法[J]. 電工技術(shù)學(xué)報(bào), 2009, 24(4): 219-223.

DENG Yanni, GUI Weihua. An improved active frequency-drift method for islanding detection with low harmonics distortion[J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2009, 24(4): 219-223.

[15] YAFAOUI A, WU B, KOURO S. Improved active frequency drift anti-islanding detection method for grid connected photovoltaic systems[J]. IEEE Transactions on Power Electronics, 2012, 27(10): 2367-2375.

[16] 張瑞葉, 張少如, 王平軍, 等. 一種新的主動(dòng)孤島檢測(cè)法[J]. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制, 2014, 42(15): 74-79.

ZHANG Ruiye, ZHANG Shaoru, WANG Pingjun, et al. An new active island detection method based on a novel disturbance way[J]. Power System Protection and Control, 2014, 42(15): 74-79.

[17] 任碧瑩, 鐘彥儒, 孫向東, 等. 基于周期交替電流擾動(dòng)的孤島檢測(cè)方法[J]. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化, 2008, 32(19): 81-84.

REN Biying, ZHONG Yanru, SUN Xiangdong, et al. Islanding detection method based on the alternate current disturbances[J]. Automation of Electric Power Systems, 2008, 32(19): 81-84.

[18] 中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì). GB/T 19939-2005光伏系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)要求[S]. 北京: 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2005.

[19] IEEE std929-2000. IEEE recommended practice for utility interface of photovoltaic (PV) systems[S]. New York: Institute of Electronics Engineers Inc, 2000.

(編輯 魏小麗)

An improved islanding detection method based on alternate active frequency drift

YANG Huidong, WU Lang, LI Xinru, LIU Hui, WANG Heshen

(College of Information Sciences and Technology, Jinan University, Guangzhou 510632, China)

When the load phase angle is equal to the angle of the current disturbance, a detection method based on the alternate current disturbance (ACD) is used to detect islanding. However, the injected disturbances have a serious influence on the quality of output current. Therefore, combined with an improved active frequency drift method, an improved islanding detection method based on the alternate active frequency drift is proposed. The proposed method injects a different current distortion into current waveform in the adjacent period. The disturbance makes the frequency of the voltage at the point of common coupling (PCC) shift up in the first period, and shift down in the next period. Islanding is detected by judging whether the error of the frequency at the PCC in adjacent period changes alternately in the form of the positive and negative signs. The proposed method is validated by theoretical analysis and Matlab simulation. The results verify that the proposed method can identify the islanding accurately from non-detection zone, and the injected disturbances have less impact on power quality.

distributed generation; islanding detection; alternate; active frequency drift; non-detecting zone

10.7667/PSPC151552

廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目(NO.2014A010106014)；廣東省教育部產(chǎn)學(xué)研結(jié)合項(xiàng)目(NO.2012B091000111)；中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助(NO.21612412)

2015-09-01；

2016-01-13

楊恢東(1967-)，男，通信作者，博士，教授，主要從事光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)和半導(dǎo)體器件的研究工作；E-mail: tyanghd@jnu.edu.cn 吳 浪(1989-)，男，碩士研究生，研究方向?yàn)楣夥⒕W(wǎng)發(fā)電以及保護(hù)與控制；E-mail: 598721443@qq.com 李心茹(1991-)，女，碩士研究生，研究方向?yàn)楣夥⒕W(wǎng)控制和諧波抑制。E-mail: 1187174101@qq.com