光伏并网发电系统孤岛检符测技术的综述
作者：陈江艳
来源：《消费电子·理论版》2013年第01期
摘要：太阳能越来越多的受到广大人们的热爱和喜欢，它作为一种新的能源系统，正在影响着传统能源系统。

本文通过对光伏并网发电系统孤岛检测技术，分析和介绍了光伏并网发电系统对孤岛效应可能发生的现象进行了阐述，并提出防止孤岛效应的措施以及光伏并网发电系统对电网的影响。

关键词：光伏并网发电系统；检测；孤岛效应
中图分类号：TM615 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 02-0060-01
一、光伏并网发电系统孤岛监测的概念
光伏并网发电技术除了对平常的电压、电流和频率进行保护监测外，对孤岛效应也要采取一定的故障保护措施。

并网发电系统因电力公司停电检修或者因故障而跳闸，没有及时的对停电状态检测出来的时候，形成了由当地负载和并网发电系统组成的没有办法掌握的自给供电孤岛。

此成为光伏并网发电系统的孤岛效应。

它主要包括几个主要方面的危害：对配电系统的保护开关动程序的危害、对电力维修工作人员生命安全的危害、对用电设备的危害、对光伏负载、供电系统危害、对系统三相负载的欠相供电的危害等等。

为了能够及时的检测出孤岛效应带来的危害，就必须建立一个安全可靠的并网逆变的系统。

在实际工程中，孤岛检测方法必须要有一项新的检测方法，能够对电能质量和孤岛效应做出最有效地检测。

二、光伏并网发电系统孤岛效应的相关标准以及检测方法
（一）关顾并网发电系统孤岛效应的检测方法探析
我国对在光伏并网发电系统的技术里对孤岛效应有着明确的防犯要求。

电网与光伏并网发电运行同步时，光伏并网的频率允许偏差值在0.5HZ，电网额定功率在50HZ，超出频率范围时，要早0.2S内动作，断开电网和光伏系统的连接。

在国际上对于孤岛效应也有一定的标准，即在UL174和IEEEStd.2000.929中有详细的标准，对于光伏并网发电系统的并网逆变器检测到的孤岛效应时，要及时与电网断开。

对光伏并网发电系统的孤岛效应，并网逆变器要有反孤岛效应的功能。

孤岛防护措施主要包括被动式和主动式，被动式对继电器不需要额外的单独的保护，也不需要任何电路硬件的添加，就是在逆变器输出功率和负载匹配时，对孤岛效应的检测很难。

主动式检测方法的非检测区小，精度高。

但是控制难度大，对逆变器输出的电能质量有着不小的降低。

（二）光伏并网发电系统孤岛效应的被动式检测方法
光伏并网发电系统孤岛效应的检测被动式检测方法主要包括过/欠压、高/低频率、相位检测以及电压谐波检测方法。

1.对输出状态的检测保护应该在不改变输出特性的基础上，进行频率变化、三次电压谐波变动、电压相位跳动的被动式检测。

首先在公共耦合点的频率和电压副职超出正常范围是，可运用高/低频率和过/欠电压的检测方法进行检测。

逆变器允许频率和电压的正常波动，要合理设置频率和电压的工作范围，在频率和电压达到孤岛检测设定阀值时，就发生了孤岛效应的。

反之频率和电压的偏移的幅度小的时候，逆变器的输出功率和本地负荷才匹配。

2.通过对光伏并网逆变器电流相位差变化和输出电压的变化，对孤岛效应实行电压相位突变检测方法。

在光伏并网发电系统输出的电压电流同相同频时，光伏发电并网运行在单位功率因数模式中，当电网断开后，孤岛现象主要表现在光伏并网发电系统独自给负载供电上。

相位突变检测方法虽然简单，容易实现，可是它对检测区存在着较大的限制。

由于所设阀值的限制，在负载呈现阻性的时候，相位检测法无效。

当电网局部的频率和电压变化很小的时候，它又是最好的检测方法。

3.根据工作分支电网功率变压器的非线性原理，来加强对孤岛现象的检测。

为了能够有效的检测到孤岛效应的发生，可以通过谐波变化或者电压谐波的变化来检测，对孤岛效应的防止可以通过检测并网逆变器输出电压总谐波的失真是否越线来确认，是否发生了孤岛效应。

谐波检测方法有它的局限性，电压谐波较大时，最不容易确定是谐波的检测动作阀值。

它主要是运用在当电网网络阻抗小的时候，实行的方法，能够有效的检测出孤岛效应的发生。

（三）光伏并网发电系统孤岛效应的主动式检测方法
光伏并网发电系统孤岛效应的主动式检测方法主要包括有源频率偏移检测方法、输出功率扰动检测方法、滑模频率偏移检测方法三种检测方法。

当电网周期发生正弦波电流的时候输出的电压和频率存在着一定的误差，有源频率偏移检测方法能够控制逆变器对电流频率的提高有显著的效果。

该方法的检测盲区偏大，在谐波电流较大的时候，系统只偏移到频率增加的方向。

当电网断电后，电流中引入的频率的偏移量会引起电压频率较大的变化，到达平率保护继电器的动作，AFDPF是在电压和电流之间通过施加相位扰动，来实现对孤岛现象的检测，他对输出电力频率有直接的作用。

当电网断开的时候，输出功率扰动检测对频率和电压超出预设的阀值有着显著的变化。

它能够周期性的扰动并网逆变器的无功功率和输出有功功率，在单台光伏逆变器上呈现出了显著地效果，这种方法也会有一定的瑕疵，在平韵效果受到很大的影响，对多个并网系统同时供电时，很难做到功率的同步干扰。

自动移相法和滑动移相法组成了滑模频率偏移检测方法。

其中自动移相法，计算复杂，参数多，是在滑动移相法的基础上价钱各类改进。

它简化了采用线性的正反馈，加入了出发频率
的正反馈的有效动作。

自动移相检验方法无需额外硬件，和主动频率偏移法有个一样简单、对孤岛效应一样可靠的检测方法。

但是也有因负载因数的增加而对孤岛效应检测失败的缺点。

滑动移相检测方法是干扰逆变器输出电流的方法，它比自动移相方法计算简单一些，也是加快了电网断电后相位的偏移量。

三、光伏并网发电系统对电网的影响
（一）当PV向电网反送功率和改变潮流的时候，由于本身对电压和电网频率不能够参与，对配电网的可调度起到了进一步的减少，从而影响了对原有的配电网自动化调度和规划。

（二）PV在存在着反向潮流的时候，PV电流的压降会使变电站侧比负荷测压低，输出的电流会导致电压波动的变化，由于受光照的变化影响，同一区域的PV也会有一致性的影响，对无功调节装置的动作引起了频繁的波动。

（三）对分布式发电过分的盲目引入，会影响到系统其他的特性。

如：网损、动态稳定、短路电流、频率控制、谐波等等产生不必要的影响。

（四）大量的引入PV是电网变成了多端网络和双端网络，对故障电流的持续时间、方向、大小改变了方向，从而对系统产生了保护误动、保护拒动作、故障水平的变化、降低供电可靠性以及成本的增加。

对于光伏并网发电系统孤岛效应在电网中影响和问题，需要我们全方面的研究，结合各个先进的检测技术，把科学的智能化的控制方法引入孤岛监测的领域，以便达到光伏冰点系统的完整性和科学性。

参考文献：
[1]顾娟.光伏发电并网孤岛检测研究[D].南京：东南大学，2010.
[2]殷桂亮，杨丽君，王珺.分布式发电技术[M].北京：机械工业出版社，2008.
[3]李春玲.基于光伏并网发电系统的孤岛检测[D].天津：天津大学，2008.。