光伏并网发电系统孤岛检测技术的研究及实现(9)
（b）基于无功功率扰动的反孤岛策略
无功功率补偿检测法也是一种输出功率扰动方案，是利用可调节的无功功率输出实现孤岛检测。系统并网运行时，负载端电压受电网电压钳制，而基本不受逆变器输出的无功功率多少的影响。当系统进入孤岛状态时，一旦逆变器输出的无功功率和负载需求不匹配，负载电压幅值或者频率将发生变化。由于逆变器输出的无功电流可调节，而负载无功需求在一定的电压幅值和频率条件下是不变的，因此将逆变器输出设定为对负载的部分无功补偿或波动补偿可避免系统在孤岛条件下的无功平衡，从而使得负载电压或者频率持续变化达到可检测阈值，最终确定孤岛的存在。
2.3 孤岛检测盲区（NDZ）
2.3.1 孤岛检测失败的原因
人们在研究中发现，所有纯电阻负载，AFD都能顺利检测出孤岛，但对RLC并联负载及RC并联负载，常可观察到检测失败的现象出现，而且RLC负载品质因数越高越容易检测失败。
并网逆变器的电流频率给定取自于上周期的电压频率，而本周期电流的频率又决定了本周期的电压频率，不加AFD算法的情况下，电网失压到达新稳态时，电压与电流应同频同相，公共点频率为RLC电路的谐振频率。如果谐振频率恰好等于电网频率，电网失压前后频率大小没有任何变化，是无法通过频率的异常来检测孤岛的。AFD 给电流频率施加一个扰动，使得电网失压后稳态工作点的频率偏离谐振频率，达到频率超出正常范围，孤岛检测就能成功。RLC负载的品质因数越大，将公共点频率推离谐振频率的阻尼就越大，孤岛检测越容易失败，下图说明负载品质因数与孤岛检测成败的关系。
图2-5 高品质因数RLC容易检测失败的原因
上面给出的RLC负载孤岛检测失败的理由，无法解释RC负载下为什么会孤岛
检测失败，下面从AFD的工作机理出发，分析孤岛检测失败的原因。
孤岛检测成功的关键是公共点频率在失压后能有较大的偏移，而AFD就是通过人为增加电流频率偏移来达到使电压频率偏移的目的。设检测到的电压频率为 （KT）则电流给定频率为 ，m>1，电网失压后的公共点频率变化情况如下：
（1）如果负载呈阻性，则电压与电流同频同相，电流频率的变化被完全传递到电压上，频率每个周期都能在上一周期的基础上持续不断地单向偏移，所以AFD对纯电阻负载是没有检测盲区的；
（2）若负载呈容性，电压将与电流同频但滞后于电流一定相位角，滞后的角度由负载相位角决定，电压的滞后延缓了电压过零点的到达时刻，使检测到的电压周期值增大，由此，AFD算法中电流给定使频率加快的改变不能完全传递到电压上，AFD对频率的扰动效应被负载相位角抵消了一部分。如果两者正好相抵，则相邻周期间电压过零时间间隔不发生变化，频率不会偏移，孤岛检测失败；
（3）若负载呈感性，电压将超前电流，加快了电压过零点的到来，使频率偏移在电流给定频率偏移的基础上进一步提速，电压频率被迅速增大，由此不会有检测盲区。但若AFD算法使频率反向扰动，即算法中m<1，则感性负载有可能导致检测失败，而容性负载下孤岛能被顺利检出。
至于RLC负载，如果RLC谐振频率与电网频率相等、断网时负载呈阻性，本周期 AFD对频率的扰动会被完全传递，使频率将升高（或降低），新频率下负载呈容性（或感性），在负载相位角不为零后，AFD对频率的扰动效应会被负载相位角削弱（或增强）。频率越高（低），容（感）性越强，负载相位角的影响越大，直到AFD与负载相位角两者效果相抵，频率不再变化达到稳态。因此，对RLC负载，断网后新稳态满足：