單相并網(wǎng)逆變器孤島檢測--主動移頻法

基于主動移頻法與AFD孤島檢測的單相并網(wǎng)逆變器仿真是一種用于實現(xiàn)單相并網(wǎng)逆變器孤島檢測的仿真方法。主動移頻法是一種常用的孤島檢測方法，它通過改變逆變器輸出的頻率來檢測是否存在孤島現(xiàn)象。AFD(Anti-Islanding Detection)是一種反孤島檢測方法，用于檢測逆變器輸出電流的波形特征來確定是否存在孤島現(xiàn)象。

在本次仿真中，首先使用主動移頻法，通過改變逆變器輸出頻率，在仿真環(huán)境中模擬孤島情況，并觀察逆變器的行為。同時，還引入了AFD孤島檢測方法，該方法通過檢測逆變器輸出電流的波形特征，來判斷是否存在孤島現(xiàn)象。通過對仿真結(jié)果進行分析和比較，可以評估這種基于主動移頻法與AFD孤島檢測的單相并網(wǎng)逆變器的性能和可靠性。

通過這種仿真方法的應用，我們可以更好地了解逆變器在并網(wǎng)條件下的孤島檢測能力，并評估其在實際應用中的可行性。這有助于提高逆變器在并網(wǎng)系統(tǒng)中的穩(wěn)定性和安全性，確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

(1) 仿真模型由單相電網(wǎng)、逆變器、濾波環(huán)節(jié)、PI控制器、PWM生成器、鎖相環(huán)、AFD控制器s函數(shù)和測量模塊等構(gòu)成。這些組件相互配合，實現(xiàn)了逆變器的正常運行和孤島檢測功能。單相電網(wǎng)提供輸入電源，逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，并通過濾波環(huán)節(jié)去除噪聲和諧波。PI控制器根據(jù)電網(wǎng)頻率和逆變器輸出電流的差異，調(diào)節(jié)逆變器的工作狀態(tài)。PWM生成器產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號，控制逆變器輸出電流的幅值和相位。鎖相環(huán)用于同步逆變器輸出電流和電網(wǎng)電壓。AFD控制器s函數(shù)通過偏移公共點處電壓的頻率來進行孤島檢測。測量模塊用于監(jiān)測電網(wǎng)頻率和逆變器輸出電流的變化。

(2) 孤島檢測采用主動移頻法(AFD)。主動移頻法通過偏移公共點處電壓的頻率作為逆變器輸出電流的參考頻率來進行孤島檢測。這種方法可以快速準確地檢測出孤島現(xiàn)象。AFD控制器s函數(shù)根據(jù)電網(wǎng)頻率和逆變器輸出電流的頻率差異，判斷是否存在孤島情況。當存在孤島時，逆變器輸出電流的頻率會發(fā)生偏移，從而觸發(fā)頻率保護裝置的動作。

(3) 主動移頻法(AFD)具有相應速度快、檢測準確的特點。由于采用了偏移公共點處電壓的頻率作為參考頻率，可以實時監(jiān)測逆變器輸出電流的頻率變化。這種方法的響應速度非?？欤梢钥焖贉蚀_地檢測出孤島現(xiàn)象，確保電網(wǎng)的安全運行。

(4) 主動移頻法(AFD)通過偏移公共點處電壓的頻率作為逆變器輸出電流的參考頻率來進行孤島檢測。當市電存在時，由于受電網(wǎng)頻率的鉗制，逆變器輸出電流的頻率保持穩(wěn)定值。但是當電網(wǎng)斷電時，逆變器參考電流的頻率會發(fā)生偏移，使得本地系統(tǒng)的頻率不斷向頻率增大或減小的方向移動。這種頻率變化會觸發(fā)頻率保護裝置的動作，實現(xiàn)孤島檢測。對于基于微處理器的并網(wǎng)逆變器來說，主動移頻法非常容易實現(xiàn)，提高了逆變器的安全性和可靠性。

在電力系統(tǒng)中，孤島效應是一個嚴重的問題，它可能導致電力系統(tǒng)的不穩(wěn)定甚至崩潰。為了確保電力系統(tǒng)的安全運行，必須進行RLC防孤島負載測試。RLC防孤島負載測試是一種模擬電網(wǎng)故障后，對電力系統(tǒng)進行檢測的方法，主要用于檢測電力系統(tǒng)在發(fā)生故障后，能否有效地防止孤島效應的發(fā)生。RLC是電阻、電感和電容的縮寫，這三種元件是電力系統(tǒng)中最常見的元件，它們的組合可以模擬出各種復雜的電路狀態(tài)。

在RLC防孤島負載測試中，首先會通過模擬電網(wǎng)故障，使電力系統(tǒng)進入孤島狀態(tài)。然后，通過改變RLC元件的參數(shù)，模擬出各種可能的電路狀態(tài)。在這個過程中，測試人員會密切關(guān)注電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)，看是否有孤島效應的發(fā)生。

如果電力系統(tǒng)在發(fā)生故障后，能夠有效地防止孤島效應的發(fā)生，那么就可以認為這個電力系統(tǒng)具有較好的防孤島能力。反之，如果電力系統(tǒng)在發(fā)生故障后，不能有效地防止孤島效應的發(fā)生，那么就需要對電力系統(tǒng)進行改進，提高其防孤島能力。

RLC防孤島負載測試可以有效地防止電力系統(tǒng)的不穩(wěn)定甚至崩潰，在電力系統(tǒng)中，如果發(fā)生孤島效應，可能會導致電力設(shè)備的過載，甚至引發(fā)火災等安全事故。通過RLC防孤島負載測試，可以在電力系統(tǒng)發(fā)生故障前，就預測到可能發(fā)生的孤島效應，從而提前采取措施，防止事故的發(fā)生。提高電力系統(tǒng)的可靠性，通過測試，可以發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)中可能存在的安全隱患，從而及時進行修復，提高電力系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。通過提高電力系統(tǒng)的防孤島能力，可以減少因電力設(shè)備過載等事故導致的經(jīng)濟損失。

1. 準備試驗設(shè)備和測試儀器，包括電網(wǎng)模擬器、功率分析儀、信號發(fā)生器等。

2. 連接試驗設(shè)備和被試設(shè)備，按照試驗要求進行接線和參數(shù)設(shè)置。

3. 進行孤島效應模擬試驗，通過電網(wǎng)模擬器模擬電網(wǎng)的各種異常情況，例如電壓波動、過載、短路等，觀察防孤島保護裝置是否能夠正確動作，是否能夠快速切離故障部分，并保障電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。

4. 進行功能性測試，測試防孤島保護裝置的各種保護功能，例如過電壓、低電壓、頻率過高、頻率過低、逆功率、外部聯(lián)跳、頻率突變等保護功能，檢查其是否能夠正確動作并保障系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定運行。

5. 進行性能測試，測試防孤島保護裝置的各項性能指標，例如動作時間、動作電流、動作電壓等，檢查其是否符合相關(guān)標準和技術(shù)規(guī)范要求。

總之，防孤島試驗是確保防孤島保護裝置性能可靠、功能完善的重要手段，對于分布式電源并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定運行具有非常重要的意義。

孤島效應

逆變器在正常并網(wǎng)發(fā)電時，光伏發(fā)電系統(tǒng)連接在電網(wǎng)上，向電網(wǎng)輸送有功功率。當電網(wǎng)故障時，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)可能還在持續(xù)工作，并和本地負載處于獨立運行狀態(tài)，這種現(xiàn)象被稱為孤島效應。

危害

1、可能危及電網(wǎng)設(shè)施維護人員和用戶的人事安全;

2、干擾電網(wǎng)的正常合閘;

3、電網(wǎng)不能控制孤島中的電壓和頻率，從而損壞配電設(shè)備和用戶設(shè)備。