被动式防孤岛检测方法

① 防孤岛技术 主动 被动是怎么定义的

通过主动改变逆变器能源系统的输出功率防止孤岛的方法称为主动防孤岛保护，通过控制逆变器使其输出功率，频率或相位存在一定的扰动，当电网出现故障时，扰动会积累触发孤岛效应检测电路。 利用电网断电时逆变器输出端电压、频率、相位或谐波的变化进行孤岛效应检测称为被动防孤岛保护

② 什么是PCS储能变流器

什么是PCS储能变流器

PCS储能变流器装置可控制蓄电池的充电和放电过程，进行交直流的转换，在无电网情况下可以直接为交流负荷供电。根据功率指令的符号及大小控制变流器对电池进行充电或放电，实现对电网有功功率及无功功率的调节。其构成单元主要由DC/AC 双向变流器、控制单元等构成。PCS控制器通过通讯接收后台控制指令，根据功率指令的符号及大小控制变流器对电池进行充电或放电，实现对电网有功功率及无功功率的调节。 同时PCS可通过CAN接口与BMS通讯、干接点传输等方式，获取电池组状态信息，可实现对电池的保护性充放电，确保电池运行安全。

主要作用

是在并网条件下，储能系统根据微网监控指令进行恒功率或恒流控制，给电池充电或放电，同时平滑风电、太阳能等波动性电源的输出;微网条件下，储能系统作为主电源提供微网的电压和频率支撑(V/F控制),微网中负荷以此电压和频率为基准工作。PCS采用双闭环控制和SPWM脉冲调制方法，能够精确快速地调节输出电压、频率、有功和无功功率。

工作原理如下图所示

保护及其功能

1、过欠压保护。

2、过载保护。

3、过流保护。

4、短路保护。

5、过温保护。

6、电池极性反接保护。

7、具有孤岛检测能力。

8、实现对上级控制系统及能量交换机的通信功能。

9、并网运行充放电功能。

主要特点

1、充电、放电一体化设计，实现交流系统和直流系统的能量双向流动。

2、高效的矢量控制算法，实现有功、无功的解耦控制。

3、功率因数任意可调，在容量范围内可以全发无功，实现无功补偿。

4、支持并网运行、离网运行;并可以实现并网与离网的平滑无缝切换。

5、支持微网运行，可为微网提供稳定的电压和频率支撑。

6、主动式与被动式孤岛检测方法相结合。

7、完善的继电保护功能，有效防止逆变器的异常损坏。

8、支持多种储能电池，不同的型号仅控制器的软件不同。

9、多台PCS可实现多机并联运行，总输出功率不小于叠加总功率的95%。

10、支持交流侧短时短路运行模式。

11、支持自同期功能。

12、高可靠性机柜设计，满足不同运行区域需要。

13、主功率回路采用高可靠性功率模块。

14、10KW换流器单体之间相互独立

③ 什么是逆变器的防孤岛效应

孤岛效应的检测一般分成被动式与主动式。被动式检测是利用电网监测状态如电压、频率、相位等作为判断电网是否故障的依据。如果电网中负载正好与逆变器输出匹配, 被动法将无法检测到孤岛的发生。主动检测法则是通过电力逆变器定时产生干扰信号, 以观察电网是否受到影响作为判断依据, 如脉冲电流注入法、输出功率变化检测法、主动频率偏移法和滑模频率偏移法等。它们在实际并网逆变器中都有所应用, 但也存在着各自的不足。当电压幅值和频率变化范围小于某一值时, 频率偏移法无法检测到孤岛效应, 即存在“ 检测盲区。输出功率变化检测法虽不存在“ 检测盲区” , 然而光伏并网系统受到光照强度等影响, 其光伏输出功率随时在波动, 对逆变器加入有功功率扰动, 将会降低光伏阵列和逆变系统的效率。为了解决这个问题, 光伏并网的有功和无功综合控制方法经常被提出来。
随着光伏并网发电系统进一步的广泛应用, 当多个逆变器同时并网时, 不同逆变器输出的变化非常大, 从而导致上述方法可能失效。因此, 研究多逆变器的并网通信、协同控制已成为其孤岛效应检测与控制的研究趋势。

④ 光伏电站并网需要注意什么

光伏并网电站的安全性1）孤岛现象“孤岛效应”指在电网失电情况下，发电设备仍作为孤立电源对负载供电这一现象。“孤岛效应”对设备和人员的安全存在重大隐患，体现在以下两方面：一方面是当检修人员停止电网的供电，并对电力线路和电力设备进行检修时，若并网太阳能电站的逆变器仍继续供电，会造成检修人员伤亡事故；另一方面，当因电网故障造成停电时，若并网逆变器仍继续供电，一旦电网恢复供电，电网电压和并网逆变器的输出电压在相位上可能存在较大差异，会在这一瞬间产生很大的冲击电流，从而损坏设备。2）防孤岛保护光伏并网逆变器一般均采用了两种“孤岛效应”检测方法，包括被动式和主动式两种检测方法。被动式检测方法指实时检测电网电压的幅值、频率和相位，当电网失电时，会在电网电压的幅值、频率和相位等参数上产生跳变信号，通过检测跳变信号来判断电网是否失电；主动式检测方法指对电网参数产生小干扰信号，通过检测反馈信号来判断电网是否失电，其中一种方法就是通过测量逆变器输出的谐波电流在并网点所产生的谐波电压值，从而得到电网阻抗来进行判断，当电网失电时，会在电网阻抗参数上发生较大变化，从而判断是否出现了电网失电情况。3、光伏并网电站的电能质量光伏并网的相关国家标准和国际标准对并网电站输出的电能质量有明确的规定。对电压、波形、频率、相位、谐波等都有明确的要求。1) 电压偏差应符合GB/T12325的规定，三相电压允许的偏差为额定电压的±7%。2) 频率偏差应符合GB/T15945的规定，频率的偏差值为±0.5Hz。3) 谐波和波形畸变总谐波电流应小于逆变器额定输出的5%，偶次谐波应小于低的奇次谐波限值的25%。4) 功率因数当光伏系统逆变器输出功率大于额定功率的50%，功率因数应不小于0.9。5) 电压不平衡度应符合GB/T15543的规定的数值，允许值为2%，短时不得超过4%。6) 直流分量电站运行时，逆变器向电网馈送的直流电量分量不超过交流额定值的1%。

⑤ 有源逆电路工作时,若电网电压突然消失,将会对电路有什么影响

这个就是所称的孤岛效应

“孤岛”是指公共电网停止供电后，由于分布式发电的存在(与电网相连并输送电能)，使电网停电区的部分线路仍维持带电状态，形成自给电力供应的孤岛。在孤岛状态下电力公司失去对线路电压、频率的控制，会带来一系列的安全隐患及事故纠纷，危害人身安全，造成设备损害。因而，电力公司要求并网的分布式发电系统需要反孤岛检测技术及时检测出孤岛并将分布式发电装置与公共电网断离。

1.2孤岛效应的检测

我国于2005年11月发布相关国家标准，即光伏系统并网的技术要求，该标准分别从2006年1月1日和2006年2月1日起实施。标准中对孤岛检测提出的要求包括：电网失压时，防孤岛效应保护必须在2秒内完成，将光伏系统与电网断开；应至少采用主动与被动孤岛检测方法各一种。

孤岛效应检测方法主要分为被动式和主动式两种。被动式孤岛检测方法通过检测逆变器的输出是否偏离并网标准规定的范围(如电压、频率或相位)，判断孤岛效应是否发生。其工作原理简单，实现容易，但在逆变器输出功率与局部负载功率平衡时无法检测出孤岛效应的发生。主动式孤岛检测方法是指通过控制逆变器，使其输出功率、频率或相位存在一定的扰动。电网正常工作时，由于电网的平衡作用，这些扰动检测不到。一旦电网出现故障，逆变器输出的扰动将快速累积并超出并网标准允许的范围，从而触发孤岛效应的保护电路。该方法检测精度高，检测盲区(Non—deteetionZone，NDZ)小，但是控制较复杂且降低了逆变器输出电能的质量。

被动方法：

1、电压、频率检测

光伏并网发电系统并网运行过程中，除了要防还要保证逆变器输出电压与电网同步，因此对电不断进行检测，以防止出现过压、欠压、过频或电压、频率进行检测的被动式孤岛检测方法只需进行判断，无需增加检测电路。该方法最大的缺率与负载功率平衡时，电网断电后逆变器输出端变，从而出现孤岛检测的漏判。

2、相位检测

逆变器输出电压相位检测方法原理与电压、电网出现故障时，光伏发电系统逆变器所带的负导致电网故障前后逆变器输出电压和输出电流相据相位的变化情况即可判断电网是否出现故障。由于电网中感性负载较普遍，因此该方法在果优于电压、频率检测方法。但是当负载为阻性负载阻抗特性保持不变时，该方法就失去了孤岛。

3、谐波检测

谐波检测方法是指当电网出现故障停止工作的平衡作用，光伏发电系统输出电流在经过变压会产生大量的谐波，根据谐波的变化情况便可判状态。实验研究及实际应用表明:该方法具有良由于目前电网中存在大量的非线性设备，谐波变定一个统一的用于孤岛效应检测的谐波标准。

主动检测：

有源频率漂移法的工作原理如下:

①系统通过控制逆变器使其输出电压的频率与电网电压的频率存在一定的误差△f(△f在并网标准允许范围内);

②当电网正常工作时，由于锁相环电路的矫正作用，逆变器输出电压频率与电网电压频率的误差△f始终在一个较小的范围内;

③当电网出现故障时，逆变器输出端电压的频率加v将发生变化，在逆变器下一个工频周期内，系统将以加v为基准，然后加上设定的频率误差△f去控制逆变器输出电压的频率，从而导致逆变器输出电压的频率与电网电压的频率误差进一步增加。该过程不断重复，直至逆变器输出电压的频率超出并网标准的规定，从而触发孤岛效应的保护电路动作，切断逆变器与电网的连接。

有源频率扰动法中频率扰动波形如图所示。图中曲线为一个工频周期的电流波形及其扰动控制信号，图的纵坐标为电流的标么值，横坐标为时间。设定有源频率扰动法中电压为零的时段为t，它与基波电压半个周期几rl、的比值称为扰动信号(chopingfraction，cf)，

解决措施就是在检测到电网电压为0而且两个周期的频率不存在时，立即关闭功率部分（大电流），而后关闭输出信号。再不断检测电网电压以及频率，等到电网正常时候开启信号，再开启功率