分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的孤島檢測(cè)方法性能評(píng)價(jià)

　　1 引言

　　對(duì)于以風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、生物發(fā)電等為基礎(chǔ)的分布式電源（dg）并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)而言，當(dāng)電網(wǎng)斷電或dg從電網(wǎng)斷開時(shí)，并網(wǎng)發(fā)電子系統(tǒng)繼續(xù)工作并與周圍的負(fù)載形成一個(gè)獨(dú)立供電的孤島系統(tǒng)。孤島的發(fā)生對(duì)操作人員和用電設(shè)備帶來(lái)潛在的危險(xiǎn)，主要表現(xiàn)在對(duì)公網(wǎng)線路進(jìn)行維修的人員存在一定的安全危害；孤島區(qū)域的供電電壓和頻率可能不穩(wěn)定而發(fā)生波動(dòng)甚至崩潰，從而會(huì)造成對(duì)負(fù)載用電設(shè)備的損壞；電力公司恢復(fù)供電時(shí)，孤島系統(tǒng)重新并網(wǎng)引起大的電流沖擊；因單相供電造成系統(tǒng)三相負(fù)載的欠相問(wèn)題；由于孤島狀態(tài)脫離了電力管理部門的監(jiān)控而使系統(tǒng)看起來(lái)不可控，具有高隱患安全問(wèn)題［1］。

　　隨著分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的日益增多，發(fā)生孤島效應(yīng)的概率顯然會(huì)增加，必須對(duì)這種現(xiàn)象進(jìn)行保護(hù)，以免發(fā)生孤島問(wèn)題，因此解決孤島問(wèn)題顯得尤為重要。目前，人們提出了不同的孤島檢測(cè)方法?？傮w上，孤島檢測(cè)方法分為兩類遠(yuǎn)程技術(shù)和本地技術(shù)。下面詳細(xì)地介紹各方法的原理和特點(diǎn)。

　　2 遠(yuǎn)程技術(shù)

　　遠(yuǎn)程技術(shù)是通過(guò)電網(wǎng)與各dg之間通訊完成檢測(cè)的。它是指電網(wǎng)和分布式電源之間通過(guò)通訊來(lái)聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)的孤島檢測(cè)具有很高的可靠性。但是，因?yàn)樾枰ㄓ嵲O(shè)備，所以其成本要高于本地技術(shù)。遠(yuǎn)程技術(shù)包括電力線路載波（plc）法、傳輸斷路器跳閘方法和scada技術(shù)等［2，3］。該類方法適合于大功率分布式電源并網(wǎng)電站。

　　電力線路載波法是采用連接在變電站母線二次側(cè)的信號(hào)發(fā)生器不斷地給所有的配電線路發(fā)送信號(hào)，各dg都有自己的信號(hào)接收器，通過(guò)判斷接收到信號(hào)的連續(xù)性來(lái)判別孤島的發(fā)生，通訊線路是電網(wǎng)線路。該方法的優(yōu)點(diǎn)是可靠性高，同時(shí)不用考慮配電網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化。缺點(diǎn)是需要額外的信號(hào)發(fā)送器和dg接收器裝置，而信號(hào)發(fā)生器通常為中壓設(shè)備，因而需要降壓變壓器設(shè)備。如果只有少量的分布式電源，則大大增加了系統(tǒng)的成本，同時(shí)也會(huì)干擾其他電力線路載波通訊信號(hào)。

　　傳輸斷路器跳閘方法是通過(guò)檢測(cè)各dg與電網(wǎng)之間所有的斷路器以及自動(dòng)重合閘的狀態(tài)來(lái)進(jìn)行。該方法需要無(wú)線通訊方式來(lái)傳送狀態(tài)信息。其缺點(diǎn)是在斷路器上安裝檢測(cè)和無(wú)線電發(fā)送裝置需要得到電力部門的許可，同時(shí)也存在斷路器上的高電壓和拉弧對(duì)上述裝置的安全和干擾問(wèn)題。

　　監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集scada技術(shù)是從系統(tǒng)的角度出發(fā)進(jìn)行孤島檢測(cè)的，它是一個(gè)主控單元與多個(gè)dg自帶的遠(yuǎn)端單元rtu進(jìn)行通訊完成的。孤島檢測(cè)與保護(hù)動(dòng)作的速度受通訊方式影響較大。

　　3 本地技術(shù)

　　本地技術(shù)是各dg本身通過(guò)檢測(cè)公共耦合點(diǎn)電壓的信息來(lái)判斷孤島是否發(fā)生。本地技術(shù)分為兩大類被動(dòng)式檢測(cè)法和主動(dòng)式檢測(cè)法。

　　3.1 被動(dòng)式檢測(cè)法

　　被動(dòng)式檢測(cè)法只是通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)公共耦合點(diǎn)（pcc）處的電壓參數(shù)是否超過(guò)閾值來(lái)識(shí)別孤島現(xiàn)象，而無(wú)需向電網(wǎng)注入任何擾動(dòng)信號(hào)，因此被動(dòng)式檢測(cè)法對(duì)供電質(zhì)量無(wú)影響。檢測(cè)方法包括過(guò)/欠壓保護(hù)以及過(guò)/欠頻保護(hù)，電壓相位突變檢測(cè)，電壓諧波檢測(cè)以及頻率變化率檢測(cè)等。