基于负序电流扰动的三相孤岛检测方法研究

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由于受到能源分布格局的影响,我国目前主要采用大规模集中供电方式,然而集中式供电的弊端在近几年逐渐凸显出来。为了增加供电的可靠性,同时减少燃煤发电对环境造成的压力,我国政府在大力发展分布式发电。在分布式电源并网运行过程中,孤岛检测技术的研究成为目前世界各国学者和专家研究的重点课题。  目前最常用的孤岛检测方法主要是基于逆变器端的被动式检测法和主动式检测法,被动式检测法的主要缺点就是NDZ大,主动式检测法避免了NDZ过大的问题,然而由于扰动电流的引入,电能质量受到了影响。根据对称分量法,三相并网逆变器输出的电流可以分解为正序分量、负序分量、零序分量。若在逆变器的输出电流中提取出负序电流分量,并采取一定的控制,将其作为负序扰动电流,对逆变器的输出电流进行恰当的扰动。在分布式电源正常并网运行中,负序电流扰动十分微小不会对电能质量影响较弱;一旦孤岛形成,负序电流扰动就会增加,并且导致并网节点的电压和频率发生明显变化,当频率或电压的变化超出阈值,即可判断孤岛发生。  本文根据两种能够实现快速有效检测负序电流的方法:同步旋转坐标变换负序电流检测法和基于正序基波提取器的负序电流检测法,分别设计出负序电流检测电路。在PSCAD/EMTDC环境下设计出了本文验证所需要的主电路模型、相关元件参数以及负序电流扰动控制电路模型。通过两种方法的仿真波形,可以看出并网节点频率和电压在负序电流扰动下能够三个周期内达到所设定的阈值,从而验证了本文所研究的基于负序电流扰动实现三相孤岛检测方法的有效性。
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