分布式电源的孤岛检测技术研究 ——电压正反馈检测法

作     者：张岩 

作者单位：山东大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李清泉;李效忠

授予年度：2018年

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 081001[工学-通信与信息系统] 

主      题：分布式电源 微电网 孤岛检测 电压正反馈 

摘      要：随着社会经济的发展,各国对能源的需求日益增加,而传统的发电技术会导致环境问题日益加剧。因此,各国开始重视能源的节约及新能源的开发,为日后社会发展提供持久的动力。随着分布式电源并网容量的增加,微电网的利用率逐年上升,对传统的电网保护也提出了更高的要求。其中,微电网的孤岛效应就是目前限制微电网发展的主要难题之一。孤岛效应指的是由于主电网的故障或例行检修时会导致大电网处于失电状态,而此时的分布式发电系统将与大电网断开连接,运行在独立状态。其检测的难点主要在于孤岛发生时,其电气特性波动较小,传统的保护设备无法响应,导致微电网欠压等状态的持续存在。孤岛效应的产生会严重威胁人员的人身安全,同时还会对配电系统的保护程序产生影响,在合闸时造成用电设备受损。由此看来,孤岛效应的出现对现有的分布式发电系统将会产生巨大的危害,因此,分布式发电系统必须要具有孤岛检测和保护功能。本文从目前微电网应用中存在的传统保护方案不适应的问题出发,结合了其自身孤岛效应的特殊性,即其发生孤岛时的故障特征微小到完全不足以触发保护设备动作的特点,提出了基于自震荡的电压正反馈孤岛检测方案,使其电压在发生孤岛后的几个周波后产生剧烈震荡并达到触发保护装置动作的幅值,完成整个保护过程。另外针对孤岛微电网并网时与大电网能量传输较少甚至没有的特殊情况,也提出了孤岛状态下,微电网内部保护方案,通过对阻抗和潮流方向的比较,来准确判断和定位故障。并通过仿真模型验证了两种方案的有效性,为微电网孤岛效应的解决提供了有效的新思路。