光伏并网发电系统孤岛检测技术的研究及实现(3)
3）反孤岛效应检测
光伏发电并网系统需要通过逆变器将直流电变换成交流电送到电网上，这就需要系统具有防止孤岛现象发生的功能。所谓孤岛现象是指：包含有负载和逆变电源的局部电网，在主电网供电因为故障事故或停电文修而跳脱时，未能即时检测出停电状态而将自身切离主电网络，而形成由逆变电源和周围的负载组成的一个自给供电的孤岛。当孤岛发生时，孤岛中的电压和频率若无法控制，可能会对用户设备造成损坏；危及电网输电线路上文修人员的安全；当电网供电恢复后会造成相位不同步；如果负载容量与逆变器容量不匹配，容易对逆变器造成损坏。因此，不管是从安全性还是可靠性方面考虑，孤岛效应检测都是必要的。孤岛检测的方法主要有两大类方法：被动检测法和主动检测法。
1．4 孤岛检测技术的历史与现状
从上世纪 80 年代新能源的出现开始，孤岛检测问题就倍受关注。经过在二十多年的发展，分布式发电系统（DG）的孤岛检测方法大致可分为以下几类：
按与电网的接口类型不同，分布式发电系统分为电机型DG（如风力发电）和逆变器型DG（如光伏、燃料电池）。它们除了装机容量相差大外，电网失压后的电特性也不相同，因此，在孤岛检测方法的选取上有较大差异。光伏发电系统（特别是户用的小型（Communication based techniques），同样出于成本考虑，小容量逆变器型DG在安装和并网时难以承担电力公司对大系统并网的接口要求（如进行工程研究、在电力公司技术人员的监管下完成安装测试等），因此，对户用并网光伏系统，需要制订出相关标准，使得：（1）DG与电网的接口条例和保护设置标准化；（2）孤岛检测及保护功能集成在逆变器内部，减少对外部设备的依赖；（3）制定孤岛检测性能指标，并在设备出厂前完成所有的测试工作。
近些年来，单相孤岛基本已经成熟，比如带正反馈的频率偏移法、带正反馈的电压偏移法、周期交替电流扰动法、自适应相位偏移法、主动电流扰动法、滑动频率偏移法、基于孤岛检测的单周控制、电压前馈正反馈法等等，其中一部分方法针对单相孤岛可行，并且可达到无盲区的孤岛检测。
三相孤岛处于起步阶段，可取的方法不多，比如基于正反馈频率/电压偏移法,虽然减小了孤岛检测盲区，但是根本没有从实际上解决盲区问题，而且随着比例系数的增加，虽盲区减小，但谐波分量也增加了；滑动频率偏移法虽然检测速度较快，但基于盲区的分析，效果尚不如主动频率偏移法；自适应相位偏移法能快速无盲区检测到孤岛效应，并且正常并网时频率扰动也比较小，但基于三相孤岛的自适应相位偏移有待研究；电压前馈正反馈法可做到无盲区检测，并且实现简单，对电能质量影响小，但基于三相孤岛检测有待研究。在过去二十年中，世界各国在完善孤岛检测及保护、制定孤岛检测的行业标准、完善测试和认证方法上做了大量有益的工作。
1．5 选题依据及本文主要的研究内容
并网光伏发电系统是新能源开发的热点，涉及到光电材料学、电力电子学、以及
大规模应用时的电力工程学。本文从电力电子学的角度出发，以并网光伏发电系统之
孤岛检测技术为研究对象，深入探讨了单相并网孤岛的主动式检测的几种方法，盲区分析，并用Matlab加以实现。主要研究内容如下：
（1）阐述了孤岛效应的原理与危害，介绍了其国内国外通用的检测标准。
（2）阅读和整理目前各种被动式和主动式孤岛检测技术，比较了各自的优缺点。