应用于分布式电源及微电网的防孤岛检测关键技术

发布时间：2020-05-10 22:13

【摘要】：能源匮乏问题日益突出,为解决能源问题,新能源发电不断发展,新兴的微电网也在不断建设中,但是微电网的投入运行会给电网系统带来一系列的影响。为保证整个电力系统的安全运行,必须协调好微电网与电网的合作与配合。孤岛效应问题就是电网运行的一个潜在危险因素。为了保证整个电力系统运行与维护的安全,就需要有良好的防孤岛保护策略,良好的防孤岛保护,首先要检测到孤岛效应的发生,故研究防孤岛效应检测技术,有着重要的意义。目前防孤岛检测的方法有两类,一类为基于通信的防孤岛检测方案,另一类为本地防孤岛检测方案。而本地防孤岛检测方案又包含被动防孤岛检测与主动防孤岛检测。被动式防孤岛检测方法实现简单,不影响电能质量,但是检测盲区大,而且门槛难以设定;主动式防孤岛检测方法检测盲区小,灵敏度高,但会影响电能质量。本文为研究分布式电源的防孤岛检测方法,首先学习了孤岛检测的理论与依据,然后根据主动防孤岛检测与被动防孤岛检测的不同特点,提出一种主动与被动相结合的新的防孤岛检测方法。为研究效能更好的防孤岛检测方案,主动式孤岛检测选取了最常用的三种方案,分别为:主动频移法(AFD)防孤岛检测方法、基于正反馈的主动频移法(AFDPF)防孤岛检测方法、滑膜频移法(SMS)防孤岛检测方法,被动防孤岛检测采用过/欠频率、过/欠电压防孤岛检测方法。之后,通过盲区分析与模拟仿真对三种主动与被动相结合的防孤岛检测方法进行深入的研究与比较,最终发现SMS防孤岛检测方案具有更好的性能。虽然微电网组成部分中包含分布式电源,但微电网的防孤岛检测不等同于分布式电源的防孤岛检测。微电网包含多个分布式电源,每个分布式电源采用的防孤岛检测方案可能不尽相同。为研究微电网中多个分布式电源的防孤岛检测,本文首先基于分布式电源中采用的防孤岛检测方案,通过盲区分析和仿真模拟,利用主动与被动相结合的方案,对多个逆变器采用不同方案,进行深入分析、研究与对比。其主要研究的方案包括:AFD与AFDPF混合使用的防孤岛检测方案、AFD与SMS混合使用的防孤岛检测方案、全部采用SMS防孤岛检测方案及全部采用AFDPF防孤岛检测方案。最终得出,在多机并联的情况下,任何一种方案都存在或多或少的稀释效应,但是其中全部采用SMS防孤岛检测的方案在盲区范围、稀释效应与检测速度方面综合效能最好。为得到更好的微电网防孤岛检测方案,最后对传统的SMS方案进行了改进。通过仿真模拟与盲区分析,得出改进后的方案具有更小的盲区与更快的检测速度。
【图文】：

分布式电源,配电网

34、分布式电源分布灵活，建设成本低，可以解决偏远地区供电问题。图1.1 分布式电源结构Fig1.1 distributedpowersupplystructure1.2.2 微电网的结构目前，微电网（Micro-Grid）的定义世界上还未有一个统一的标准，美国 CERTS 用一种与以前完全不同的分布式电源接入系统的新方法定义了微电网[11]。当配电网发生故障时，分布式电源（DG）要具有自动切断的功能，防止对配电网带来不利的影响。传统的方法仅仅考虑分布式电源（DG）接入配电网时，对配电网的性能影响。而 CERTS 定义的微电网要具有很好适应性，既当配电网发生故障断电时，微电网要及时检测，快速与配电网断开，转化为孤岛运行状态；当配电网故障消失，恢复供电时，要求微电网及时与配电网重新连接[12]。微电网将多个分布式电源集中起来

网结构,电网

4负荷，若微电网不能支持负荷的功率时，将会把 B 馈线上的负荷停掉。图1.2 微电网结构Fig1.2 Microgridstructure三条馈线上都有一个断路器（CB1-CB3），通过断路器（CB1-CB3）与微电网母线相连，微电网母线通过PCC开关CB4 连接到电网。微电网有两种运行模式，一是当PCC开关CB4 接通，微电网与电网联通，处于联网运行模式。二是当 PCC 开关CB4 断开，微网与电网断开，处于孤岛运行模式。1.2.3 微电网发展的挑战与劣势尽管微电网存在着很多的优势，，但是在实际运行中还存在着许多难题需要解决。例如：微电网在技术上还不成熟
【学位授予单位】：山东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM73

【参考文献】