《并网逆变器孤岛检测研究——毕业论文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《并网逆变器孤岛检测研究——毕业论文（28页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 武汉理工大学毕业设计（论文）并网逆变器孤岛检测研究学院（系）： 自动化学院 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 电气 学 生 姓 名： 指 导 教 师： I摘 要随着社会的发展，人口不断增多，资源利用率增长，随之也出现许多不良的现象，导致化石能源危机，并且会日益严重的危害自然环境，能源危机对消费者以及社会造成许多深远的影响。于是越来越多的可再生新能源和其利用技术开始不断出现和发展，太阳能、风能等清洁且存量巨大的可再生能源出现在人类的视野中。电能紧缺一直是一个非常严峻的问题，光伏并网发电有望在未来缓解这一紧张的局面，基于并网的分布式发电技术将会是电力行业发展的一个重要方向。但当越来越多的光
2、伏发电系统并接入电网时，当电网由于故障或者其他问题而断网时，就会容易产生孤岛现象。一旦孤岛效应在分布式发电系统中发生，将会对维修人员产生伤害，同时会影响系统的稳定运行。所以研究怎样能够快速的检测到并网系统是否产生孤岛效应以及相对其作出反应就具有了非常重要的意义。本文首先对分布式发电系统进行了详细说明，进而引出分布式发电系统的孤岛问题，并对孤岛效应的危害，国内外的保护问题进行了阐述，接着重点说明了孤岛效应的检测问题以及各个保护方法的优缺点，最后对检测的评估方法进行了介绍并同时给出了主动式孤岛检测 AFD 的仿真。 关键词：能源 分布式发电系统 孤岛效应 主动式IIABSTRACTGrowing
3、with the development of the society, population, resource utilization, then also appeared many undesirable phenomenon, cause the fossil energy crisis, and will be increasingly serious harm the natural environment, the energy crisis caused many profound influence to the consumers and society. So more
4、 and more new energy and renewable development began to appear constantly, and the use of technology, solar energy, wind energy and other clean and huge stock of renewable energy in the human vision. Electricity shortage has been a very serious problem, photovoltaic (pv) grid generation is expected
5、to alleviate the tense situation in the future, based on the interconnection of distributed power generation technology will be an important direction of the electric power industry development.But when more and more of the photovoltaic power generation system and connected to the power grid, when t
6、he grid broken network, due to failures or other problems will be easy to generate island phenomenon. Once the islanding in distributed generation systems, will cause harm to maintenance personnel, at the same time will affect the stable operation of the system. So the research of how to quickly det
7、ect islanding grid system is and relative to its response has the very vital significance.Firstly the distributed generation system were described in detail, which leads to the silos of the distributed generation system, and the harm of islanding, protection at home and abroad are described, and the
8、n mainly explains the advantages and disadvantages of islanding detection and protection method, finally on the detection of the evaluation method are introduced and at the same time, we give the simulation of active islanding detection AFD.KEYWORDS：energy;the distributed generation system;island ef
9、fects;Active typeIII目 录第一章 绪 论11.1 研究背景.11.2 国内外研究现状.11.2.1 分布式发电系统11.2.1.1 分布式发电系统的概念11.2.2.2 分布式发电的应用与发展前景21.2.2 孤岛效应的研究现状 .31.2.2.1 孤岛形成原因 31.2.2.2 孤岛效应的危害31.2.2.3 孤岛效应检测标准41.3 本文选题意义及主要研究内容.5第二章 被动式检测法72.1 孤岛产生的机理研究.72.1 现有被动式孤岛检测技术 92.1.1 过/欠电压孤岛检测法11.92.1.2 过/欠频率孤岛检测法112.1.3 基于相位跳变的孤岛检测法.122.1
10、.4 基于电压谐波测量的孤岛检测法.12第三章 主动式孤岛检测技术143.2.1 有源频率偏移法（AFD）.143.2.2 滑模频移检测法（SMS）153.2.3 Sandia 频率漂移孤岛检测发（SFS）.173.2.4 基于功率扰动的孤岛检测法.173.2.4.1 有功功率扰动法173.2.4.2 无功功率扰动法18第四章 现有孤岛检测技术的评估分析和仿真.194.3 检测盲区及有效性分析 194.3.1 基于坐标系的有效性评估19QP4.3.2 基于坐标系的有效性评估 200fQf4.3.2.1 基于0fQf坐标系的孤岛检测相位判据.204.3.2.2 主动移频式检测方案（AFD）的 N
11、DZ 分析21IV4.4 AFD 仿真设计 224.5 孤岛检测方案总结.23结束语 24参考文献25致 谢 26武汉理工大学毕业设计（论文）1第一章 绪 论1.1 研究背景人类的生存和发展离不开能源。由于对能源的需求在不断增长，化石能源储量已难以满足人类的需要。1973 年爆发全球石油危机后，传统的燃料能源已难以为继。据统计，目前全球有 20 多亿人得不到正常的能源供应，而在中国，如果能源保持目前的消费速度，50 年后国内现有能源储量全部消耗完。预计到 2020 年后，中国每年有超过 4 亿吨的石油消耗量及 2 千亿立方米的天然气的消耗量，其中，一半以上的石油将依赖进口。另一方面，在开采、运
12、输和使用过程中，传统的化石能源均会对空气和人类的生存环境造成严重污染1。据有关资料，化石燃料的大量使用已经给人类生存的环境带来了严重后果。目前，全世界每天产生的温室效应气体约 1 亿吨，造成了极其严重的大气污染，同时地球表面的温度也因温室效应在逐年升高；温室效应的加剧还使得今年来地球南、北极的冰雪融化开始加速，其罪魁祸首是能源燃烧时排放的二氧化碳气体。据专家分析，如果这种趋势不加以控制，未来若干年，海平面将上升几米，从而极大地威胁到人类四分之一的生活空间。另外，环境恶化产生的“黑洞”会使人类面临紫外线的直接照射。正是在这样的背景下，各种缓解能源危机及环境保护的政策在世界各国纷纷出台。1972
13、年的 6 月 5日，在瑞典的首都斯德哥尔摩，联合国召开了第一次关于环境保护的会议，并设立环境保护规划署，从此，环境保护成为联合国及各国政府的重要议题，每年六月五日被规定为世界的环境保护日， “世界上只有一个地球” ， “地球是你我的共同家园” ， “让地球充满生机”这些环保口号反应了全人类共同的心声2。1.2 国内外研究现状1.2.1 分布式发电系统1.2.1.1 分布式发电系统的概念现全世界供电系统是以大机组、大电网、高电压为主要特征的集中式单一供电系统。虽然全世界 90%的电力负荷都由这种集中单一的大电网供电，但是当今社会对能源与电力供应的质量与安全可靠性要求越来越高，大电网由于自身的缺陷
14、已经不能满足这种要求。由于大电网中任何一点的故障所产生的扰动都会对整个电网造成较大影响，严重时可能引起大面积停电甚至是全网崩溃，造成灾难性后果，这样的事故在国外时有发生；而且这种大电网又极易受到战争或恐怖势力的破坏，严重时将危害国家的安全，如科索沃战争和海湾战争等；另外集中式大电网还不能跟踪电力负荷的变化，而为了短暂的峰荷建造发电厂其花费是巨大的，经济效益也非常低。根据西方国家的经验，大电网系统武汉理工大学毕业设计（论文）2和分布式发电系统相结合是节省投资，降低能耗，提高系统安全性和灵活性的主要方法。分布式发电指的是在用户现场或靠近用电现场配置较小的发电机组(一般低于 30MW)，以满足特定用
15、户的需要，支持现存配电网的经济运行，或者同时满足这两个方面的要求。这些小的机组包括燃料电池，小型燃气轮机，小型光伏发电，小型风光互补发电，或燃气轮机与燃料电池的混合装置。由于靠近用户提高了服务的可靠性和电力质量。技术的发展，公共环境政策和电力市场的扩大等因素的共同作用使得分布式发电成为新世纪重要的能源选择。在电力行业今后的发展过程中，分布式发电将成为一个重要的方向。分布式发电和集中供电系统的配合应用有很多优点3，分布式发电系统中各电站相互独立，用户由于可以自行控制，不会发生大规模停电事故，所以安全可靠性比较高；分布式发电可以弥补大电网安全稳定性的不足，在意外灾害发生时继续供电，已成为集中供电方
16、式不可缺少的重要补充；可对区域电力的质量和性能进行实时监控，非常适合向农村、牧区、山区，发展中的中、小城市或商业区的居民供电，可大大减小环保压力；分布式发电的输配电损耗很低，甚至没有，无需建配电站，可降低或避免附加的输配电成本，同时土建和安装成本低；可以满足特殊场合的需求，如用于重要集会或庆典的(处于热备用状态的)移动分散式发电车；调峰性能好，操作简单，由于参与运行的系统少，启停快速，便于实现全自动。1.2.2.2 分布式发电的应用与发展前景随着我国经济的快速发展，对供电质量提出了更高要求，我国集中式供电系统建设在规模和质量上都取得了很大的发展，这种法阵所带来的安全性问题不容忽视。由于各地经济发展很不平衡，对于广大经济欠发达的农村地区来说，特别是农牧地区和偏远山区，要形成一定规模的、强大的集中式供配电网需要巨额的投资和很长的时间周期，能源供应严重制约这些地区的经济发展。而分布式发电技术则刚好可以弥补集中式饭店的这些局限性。在我国西北部广大农村地区风力资
