基于光伏并网发电系统的孤岛检测.docx

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1、题目：基于光伏并网发电系统的孤岛检测目录4kbstract.IIIICeyordsI-11I选题背景及意义11. 2光伏并网研究现状21.2. 1国外光伏发电现状21.3. 2国内光伏发电现状213光伏并网发电孤岛效应问题21.3. 1孤岛现象的定义21.4. 2孤岛现象的危害3第二章孤岛检测的检测42.1孤岛检测的检测标准42.2孤岛检测的检测方法4221Jz才、422242 .3各种检测方法的比较5第三章基于光伏并网控制的孤岛检测831光伏并网发电系统.83 2Y贝|103.2.1AFD法的基本原理103.2.2AFD检测结构113.3AFD123.31123.32133.3.314第四早

2、J总、结-J展望1541；1：彳2吉164.216分义mAIX基于光伏并网发电系统的孤岛检测摘要随着能源问题的日益突出和环境问题的依然严重，新能源的开发和利用愈发受到各国政府的重视，光伏发电是很有潜力的未来能源，绿色环保，被越来越广泛的应用。而光伏并网发电模式凭借其独特的优点一一低耗高能，逐渐被推广使用。但是不得不提的是，在并网运行模式下，电网断电造成的孤岛效应会对并网各部分设备以及人们的生命安全都构成危险，所以，在电网发生故障的时候，能及时并且准确地检测出孤岛效应就显得尤为重要。本文主要是在光伏并网系统的基础上进行研究，介绍了孤岛的危害，并要及时地监测它是否出现，而且要在它出现时，切断跟电网

3、的联系。孤岛监测大致有这两类一一被动和主动监测，而前一种方法相较于后一种来说，盲区较大，因此，本文采用的是主动检测中的主动移频法（AFD）,最后用Mat1ab仿真来验证，AFD检测法能在电网出现故障的时候，及时地检测出孤岛效应，切断与电网的连接，防止事故的发生。关键t司：光伏发电，并网，孤岛检测Is1andDetectionBasedonPhotovo1taicGridConnectedGenerationSystemAbstractWiththeenergyissueshavebecomeincreasing1yprominent,theenvironmenta1prob1emsaresti

4、11serious,newenergydeve1opmentanduti1izationisincreasing1ytheattentionofgovernments,photovo1taicpowergenerationisapotentia1futureenergy,greenenvironmenta1protectionismoreandmorewide1yused.Andphotovo1taicpowergenerationmodewithitsuniqueadvantages:1owenergyconsumption,hasbeenpopu1arizedgradua11y.Butha

5、vetomentionisthatingridconnectedoperationmode,theis1andingpoweroffcausedbythewi11ofgridconnectedvariouspartsoftheequipmentandpeop1e,s1ifesafetyisdangerous,sowhenthefau1toccursinthepowernetwork,time1yandaccurate1ydetectis1andingisparticu1ar1yimportant.Thispaperismain1ybasedonthegridconnectedphotovo1t

6、aicsystem,introducestheharmoftheiso1atedis1and,andtomonitoritintime,andtocutoffthecontactwiththepowergridwhenitappears.Is1andmonitoringgenera11yinthesetwotypesofpassiveandactivemonitoring,andtheformeramethodiscomparedwitha,b1indareais1arger,therefore,theisactiveinthedetectionofactiveshiftfrequencyme

7、thod(AFD),fina11yusedMat1absimu1ationtoverify,theAFDmethodtofau1toccursinthepowergrid,time1ydetectedis1anding,cutoffconnectiontothegrid,topreventtheaccidentoccurrence.KeyWords:photovo1taicpowergeneration,gridconnected,is1anddetection第一章绪论11选题背景及意义能源是一个国家经济不断发展的基本动力。随着社会的进步，社会工业化水平越来越高，世界各国对能源的需求也越来越

8、高。能源需求与消耗不断增加，带来全球经济总量的增长，但是随之而来的环境问题越来越受到世界各国的重视。图1I是世界和中国的能源状况，从图中我们就可以看出，依照目前的消耗速度，煤、石油、天然气等作为传统能源，最多只能再用200年左右，我们已经开始面临着严峻的能源问题。图1.1世界和中国的能源状况摆在世界和中国前的能源困难已经不言而喻，怎么样持续提供稳定和低廉的能源，达到低碳，高能，绿色，这一系列的能源转化过程，已经成为全世界关注的焦点，我们从图1.1就可看出，太阳能相对于石油、天然气和煤而言，几乎是无穷无尽的，环境问题的每况愈下也让我们焦头烂额。而太阳能作为一种清洁的绿色能源，被十分重视，它的开发

9、和利用也给能源危机带来了希望的曙光。太阳能光伏发电是对太阳能利用最灵活方便的一种方式，在国际上也受到了广泛的重视。目前，光伏发电系统与电网相结合的供电方式，可以节省资源，减少浪费，增强其系统运行的机动性，是本行业很有意义的发展方向。而在并网运行过程中，孤岛现象总是会发生，在发生这种现象的时候，检修人员并不知情，这样的话，电网检修员工的生命安全就受到了威胁，另外，在孤岛状态下运行，还可能会对系统中的各种包括配电和用户端的设备，造成不可估量的损失。因此，深入研究光伏并网发电系统，对于节约常规能源、保护环境、提高人们的生活质量有着重要的意义。1.2 光伏并网研究现状1.2.1 国外光伏发电现状展望2

10、1世纪，这是太阳能的天下。欧盟估测，到21世纪中期以后，他们可能会有40%的发电总量是光伏发电。光伏发电，只要有阳光就能发电，不受地域限制。20世纪80年代以来，美国、德国、日本等都开始重视光伏发电，一系列跟光伏发电有关的中长期计划被他们制定下来，并开始有条不紊地实施，极大地推动着光伏发电技术的进步。美国的“百万屋顶计划”在1997年被付诸实践，并取得了显著成效一一当年的光伏发电容量突破了3000MW,另外，美国政府还通过各种措施支持光伏发电产业的发展，计划在2023年的时候，光伏发电总容量能达到200GWo日本在1974年实施的“阳光工程”也使得光伏发电产量飞速增长。在2009,日本第一次将

11、光伏作为刺激经济方案，500MW”光伏屋顶计划”年经费达到一百亿日元。而德国也从1991年开始，完成了“1000屋顶计划”、“10万光伏屋顶计划”，颁布了各种法律，使光伏发电的峰值发电量几乎达到全国用量的一半。12.2国内光伏发电现状我国是世界上太阳能资源比较丰富的国家，2/3以上的国土面积年均日照时数超过2000h,光伏发电前景十分开阔。2006年中华人民共和国可再生能源法实施，并制定了GB/T19939-2005光伏发电系统并网要求，这些都标志着我国已经开始从法律层面保证了可再生能源的合理开发与利用，与此同时，国家发展与改革委员会正式发布了中国可再生能源中长期发展规划，里面明确地提出，光伏

12、发电在今后的15年内的应用重点：发挥太阳能光伏发电系统适宜分散供电的优势，在片源地区推广使用户用光伏发电系统或建设小型光伏发电站，解决无电人口的问题，发展城市光伏建设集成技术，扩大城市可再生能源的利用量，并未太阳能光伏发电提供必要的市场规模，建设若干个太阳能发电示范电站，促进我国太阳能发电技术的快速发展mO1.3 光伏并网发电孤岛效应问题1.3.1 孤岛现象的定义所谓孤岛效应，根据美国Sandia国家实验室(SandiaNationa11abOratOrieS)出示的呈文提出，当电网的供电，因某些故障或维修而断开的时候，负载端的系统没有能立刻检测出已经断电而把此系统跟电网断开，导致发生一种现象

13、一一光伏系统跟负载形成一个独立的不能被检修人员和电网掌控的系统，即是孤岛现象。1.3.2孤岛现象的危害孤岛现象的发生，对用电设备和维修人员带来的潜在的危险，主要有以下几点：1、对公网线路进行维修的人员存在一定的安全危险，维修人员可能意识不到分布式电源的存在。2、由于光伏发电系统通常是单位功率因数并网，当与大电网脱离后，本地负载总是对无功功率有需求，这样会使得在出现孤岛时负载需要更多无功。有该现象的位置，其电压跟频率也许会变得不稳定更甚瓦解，无论是用户端还是配电网的设备都会受到损害。3、当电力公司检修完成重新供电时，系统再一次并网会遇到难题，因为发生孤岛现象以后，对系统的电压和电网电压都造成了很

14、大的影响，使其相位不同步，可能会出现一个很大的电流冲击，造成PV电源和各种设备的损坏。4、因单项供电造成系统三相负载的缺相问题。5、电力系统管理部门不能监测到孤岛供电的时候，系统不可控，导致一系列不安全的问题出现。第二章孤岛检测的检测2.1孤岛检测的检测标准在2000年4月，IEEE标准制定委员会制定了与电网连接的光伏系统推荐实施标准IEEEStd929-2000。在2004年,该委员会又制定了孤岛检测的标准正EEStd1547-2003。2005年，我国出台了GB/T19939-2005光伏系统并网技术要求，2013年8月1日我国能源局实施了NB/T32004-2013光伏发电并网米便器技术规范，明确和进一步完善了我国的孤岛检测的相关标准。本文将基于IEEEStd929-2000的标准讨论，其孤岛检测标准如下表所示表2.1IEEEStd929-2000检测标准断电后电压值断电后电压频率允许的最大检测时间0.5UnOnnfnorn6cyc1es0.5UnonU0.88Unonnfnorn2seconds0.88UEU1IOUefno