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主动偏移技术在光伏并网发电系统孤岛检测中的应用主动偏移技术在光伏并网发电系统孤岛检测中的应用简介
随着分布式光伏发电系统的快速发展，孤岛效应成为影响电网安全运行的重要问题。孤岛检测是确保光伏系统在电网断电时能够迅速停止运行，以避免对电网检修人员造成危险并保护设备安全。主动偏移技术作为一种高效的主动式孤岛检测方法，近年来在光伏并网系统中得到了广泛应用。
主动偏移技术通过在逆变器控制中引入微小的扰动信号，如频率、电压幅值或相位的偏移，来打破系统在孤岛状态下的平衡，从而触发保护机制。常见的主动偏移方法包括主动频率偏移（AFD）、滑模频率偏移（SMS）和主动电压偏移（AVD）等。这些方法能够在不影响系统正常运行的前提下，显著提高孤岛检测的灵敏度和可靠性。
总之，主动偏移技术有效提升了光伏并网系统的安全性与稳定性，是当前孤岛检测研究与应用的重要方向之一。
所谓孤岛现象是指：当电网供电因 故障事故或停电维修而跳脱时，各个用户 端的分布式并网发电系统（如：光伏发电 风力发电、燃料电池发电等）未能即时检 测出停电状态而将自身切离市电网络广州某高架桥绿化整饰工程施工方案，而 形成由分布电站并网发电系统和周围的负 载组成的一个自给供电的孤岛，如图1所 示
图1孤岛问题研究电网拓扑
图1孤岛问题研究电网拓扑结构
孤岛一旦产生将会危及电网输电线路 上维修人员的安全；影响配电系统上的保
护开关的动作程序，冲击电网保护装置； 影响传输电能质量，电力孤岛区域的供电 电压与频率将不稳定；当电网供电恢复后 会造成的相位不同步；单相分布式发电系 统会造成系统三相负载欠相供电。因此对 于一个并网系统必须能够进行反孤岛效应 检测。
2.1电压和频率触发标准
载开关之间，其中在选择RLC参数时牵涉 到电路的品质因数Q值的选取问题，过高 的Q值使电路有朝着并保持于谐振频率处 工作的趋势。在使用相位或频率扰动反孤 岛检测时，Q值越高，相应的漂移量越小。
因此在进行反孤岛测试时，太小或太大的 Q值都是不实际和不可取的。IEEEP929 工作组成 员和十几位电网工程师经过讨论认为选取 Q=2.5符合电网的实际情况
Fnom指电网电压频率的正常值，仿直中取60Hz
图2反孤岛逆变器测试电路
孤岛检测方法分为两类：第一类称为被 动检测，即通过观察电网的电压、频率以及 相位的变化来判断有无孤岛产生。第二类 为主动检测，如频率、相位偏移和输出功率 变化测量等。如果光伏系统供电量与电网 负载需求相差较大，在孤岛产生后，负载 端的电压及频率会发生较大的变动，此时 可以利用被动式的检测方法来检测。若光 伏系统供电量与负载需求匹配或差别不大 时，则在孤岛产生以后，负载端的电压及 频率变化量很小，被动式的检测方法就会
电网电压频率的正常值，仿直中取60Hz
失效，为此，必须朵用主动式的检测方法。 例如主动频率偏移法5（AFD），就是 通过偏移市电电压朵样信号的频率来作为 逆变器的输出电流频率，造成对负载端电 压频率的扰动，即而由频率保护电路来检 测出孤岛现象。电流控制量为：
如图3所示，在孤岛产生以后，稳定 频率60Hz时，负载电压落后电流相位角 为－16.72°，朵用主动频率偏移后，输出 电流起始角保持为0，减小逆变器输出电 流频率从而负载端电压频率相应变小，总 终导致频率保护电路动作。但是，随着电 流频率的减小，负载曲线的角也越来越
小，对于一定的负载，在频率保护电路动 作之前，负载角可能已经为0，从而到 达谐振频率处即负载稳定工作点，AFD检 测失效。
图3AFD稳定工作点（R=14.4QL=12.8mH C=610uF）
主动相位偏移法(APD),即通过改变 输出电流起始相位来达到改变输出电压频 率的目的.而对于特定的纯阻性负载，输出 电流起始相位的变化不会改变输出电压的 频率，频率保护电路不会动作，使得检测失 效.
率加速变化，从而使保护电路动作，检测 出孤岛。流程图如图4所示：
式中，α为相角调节因子，θ[k]为附加的 相角改变。在系统端电压频率保护前，附 加相角将根据下式变化：
若稳定工作频率从60变化到59，附 加的相角变化量9[k]及频率偏移量Af将 打破此稳定工作点。对于一个相位滞后的 负载系统19.华润置地紧定式钢导管施工工艺标准，0的幅值会变的越来越大， APs也会越来越大，因此输出电流基波的 起始相角也越来越大，输出电压频率变化 直至频率保护电路动作；对于纯阻性负 载，相位偏移检测失效，但频率偏移可以 使输出电压频率变化直至频率保护电路动 作。
图5100%负载条件电压电流波形
图9125%负载条件电压电流波形
仿真结果验证了在不同负载条件下， 主动偏移能够在规定时间内有效检测出孤 岛.如果电网稳态频率发生波动sg533、sg334 抗风柱（2010年合订本）[组合结构，输出电流 的起始相鱼变化也不会很大，对于一个
0.5Hz的波动，由（3）式可知相位的偏移仅 有1.5，对系统供电质量影响不大.本方法 同样适用于其他采用逆变器并网的分布式 供电系统中
本文得到台达电力电子技术科教发展 基金（DREK200501）的资助.特此致谢！