光伏并网发电系统孤岛检测技术的研究及实现(8)
相较于AFD来说，Sandia频移法将导致逆变器输出在电网跳闸后会出现更大的频率误差，这样就得到比AFD更小的NDZ；且它兼顾考虑了检测的有效性、输出电能质量以及对整个系统暂态响应的影响。
（c）滑膜频率偏移法——SMS方案
滑模频移检测是对并网逆变器输出电流—电压的相位运用正反馈使相位偏移进而使频率发生偏移的方案，电网频率不受反馈的影响。 此方案中并网逆变器输出电流的相位定义为前一周期的频率与电网频率的偏差的函数即
其中 是最大相位偏移 发生时的频率。
由于控制并网逆变器工作于单位功率因数正弦波控制模式，所以并网逆变器输出电流与端电压之间相位差被控制为零。而在滑模频移方案中并网逆变器的电流－电压相位被设计成关于电压 的频率的函数，使得在电网频率 的附近区域中并网逆变器的电流－电压相位响应曲线增加得比大多数单位功率因数负载的阻抗角的响应曲线快，如图3所示，这使得电网频率 成为一个不稳定的工作点。当电网连接时，电网提供固定的相位和频率参考使工作点稳定在电网频率 。而在电网跳闸后，负载与并网逆变器的相位——频率工作点成为负载阻抗角响应曲线与并网逆变器相位响应曲线的交点。
图2-4 并网逆变器输出电流－电压相位与频率间的关系
当电网连接时，并网逆变器的相位——频率工作点位于B点(频率为 50Hz，电流——电压相位差为 0)。假定电网分离，一旦 的频率受到任何扰动使之偏离 50Hz，并网逆变器的相位响应就将导致相位差增加，而不是下降，例如孤岛系统中的频率向上偏移时，由于滑模频移方案对相位的正反馈，并网逆变器反而加快了输出电流的频率。这就是正反馈的机理，将导致典型的不稳定。而并网逆变器在电网频率处的不稳定加强了扰动，驱使系统到达一个新的工作点,是A点还是C点由扰动的方向决定。如果并网逆变器电流－电压相位响应曲线对RLC负载来说，设计的很合适，那么A点或C点的频率将超出频率的正常工作范围，并网逆变器将停止运行。
该方案对孤岛效应的检测非常有效，不可检测区域相对小。在连接有多台并网逆变器的系统中，不会产生稀释效应，并且兼顾考虑了检测的可靠性、输出电能质量以及对整个系统暂态响应的影响。相对于被动式方案来说，滑模频移方案还是略降低了输出电能的质量，并且在并网逆变器发电量高以及反馈环的增益大的情况下，该方案可能带来整体供电质量下降以及暂态响应等问题，这些现象在使用正反馈的反孤岛方案中普遍存在。
（B）基于功率扰动的反孤岛策略
（a）基于有功功率扰动的反孤岛策略
输出功率扰动法其原理为逆变器通过对其输出电流施加扰动，使其输出功率发生变化，进而使其输出电压产生改变。
主动电流扰动法本质上是一种输出功率扰动法，在不添加电流扰动的情况下，控制逆变器输出电流跟随给定信号 （一般为电网信号或者与电网同频同相的正弦），此时 。在添加干扰信号时，电流的参考信号为正弦信号 和干扰信号 的差，则 并网情况下，如果逆变器输出与负载消耗的功率相匹配，那么在不添加扰动情况下电网断电时，a点的电压不发生变化，会导致孤岛发生。而在添加电流扰动的情况下，电网断电时，a点的电压取决于逆变器输出电流和本地负载。
上式中 在原来的基础上添加了 的电压降，超出欠电压保护的阈值范围，即使在功率相匹配的情况下孤岛也可以被检测出来。
该方案的主要优点是对局部负载阻抗大于电网阻抗的单台并网逆变器来说，不可检测区域非常小。如果电网跳闸时负载和并网逆变器输出功率匹配，输出变动方案将干扰这种匹配状况，导致欠压保护。并且不会给电网注入谐波，但是会影响逆变器的输出功率，还会产生稀释效应并且在局部地区并网逆变器数量增多时影响更大。这意着输出变动方案只适用于单台并网逆变器的小系统，不能在多台并网逆变器的小系统或单台并网逆变器的大系统中有效的工作。