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分析了光伏发电的总体情况及孤岛检测的必要性，对孤岛效应进行了概述。分析了孤岛检测方法的基本原理及有效性的评价方式。比较了几种常用的检测方法，分析了它们的基本原理及主要优缺点。对单相并网逆变系统的工作原理，逆变器输出电流控制策略等进行了详细的分析研究，并选用单相非隔离型并网逆变系统，采用基于电压电流双闭环的SPWM控制方法实现逆变系统的并网。论文借助matlab/simulink对单相并网逆变系统进行了仿真研究。最后对主动移频式和主动移相式做了深入的探讨，利用S-Function实现了它们的算法，并分析了仿真结果。利用normfoCQ坐标系探讨了上述两种方法的检测盲区，对比分析了这两种方法的优缺点。31786
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毕业论文关键字光伏系统,孤岛检测,主动移频式,主动相移式,simulink
Title Research on the Islanding Detection Methodsin Grid-Connected PV Inverters
Abstract The general situation of photovoltaic power generation and the necessityof islanding detection are reported.The island effect are summarized.Thebasic principle of islanding detection methods and the way ofeffective evaluation are analysed.Comparison of several common detectionmethods.Analysis of their basic principles and main advantages anddisadvantages.The working principle of grid connected inverter and thecontrol strategy of the output current of the inverter are studied indetail.And determine the selection of nonisolated single-phase gridconnected inverter system and the inverter system uses the SPWM controlmethod based on voltage and current double closed loop network to achievegrid.Thesis was simulated the single-phase inverter system by the matlab/ simulink.Finally, the active frequency drift and auto phase shift arein-depth discussion.The use of S-Function implement their algorithms, andanalysis of simulation results.The Non-detection Zone (DNZ) of above twomethods are analyzed by coordinates of norm fo C Q .The advantages anddisadvantages of the two methods are comparative analysed.
Keywords PV system islanding detection active frequency driftauto phase shift simulink
目 次
1 绪论1
1.1 课题研究背景及意义1
1.2 孤岛效应研究1
1.3 本设计主要研究内容.5
2 光伏并网系统中的孤岛效应研究7
2.1 孤岛检测的基本原理与检测标准.7
2.2 孤岛检测盲区分析.9
2.3 常用检测方法.13
2.4 本章小结.17
3 光伏并网逆变器总体设计及工作原理18
3.1 单相光伏并网逆变器的研究.18
3.2 滤波器的选型设计23
3.3 本章小结25
4 并网及孤岛检测算法仿真26
4.1 单相系统并网仿真.26
4.2 主动移频式孤岛检测方法.28
4.3 主动移相式孤岛检测方法37
4.4 性能比较45
4.5 本章小结45
5 总结与展望46
5.1 总结.46
5.2 展望.46
致谢47
参考文献48
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义随着工业化的快速发展， 石油、 煤炭等能源短缺的情况日趋严重。 据文献[1]统计，全球的石油将会在40 年内用完，我国国内的石油将会在15 年内用完；天然气将在60年内耗尽， 国内的天然气将在30年内开采完；煤炭也只能够使用220年，而国内的煤炭剩余量仅供开采 80 年[1]。同时，文献[2]指出，化石能源在开采、消费过程中对地球生态环境会造成破坏和污染，其开采过程破坏地表结构，其燃烧所排放的含硫氧化物和二氧化碳是造成酸雨和温室效应的主要物质。 基于这些原因，人类必须寻求清洁的可持续能源替代化石能源，分布式发电技术应运而生。太阳能分布十分广泛，资源十分丰富，是最具发展前景的清洁能源之一。随着全球环境污染和能源短缺等问题的日益突出，太阳能发电因其安全、清洁、高效、便利等特点，已日渐成为各国普遍关注和大力发展的新兴产业。文献[3]指出太阳能的主要利用方式有热发电和光发电两种。 太阳能光发电是一种直接将光能转变为电能，中间没有热过程参与的发电方式。它可分为光伏发电、光感应发电、光化学发电和光生物发电四种方式。光伏发电技术是采用太阳能电池板将光能转换为电能，是当今世界太阳能发电的主要方式之一。因为光伏并网系统通过并网逆变器把电能直接送入电网，所以需要添加各种完善的保护措施。对于系统工作时可能出现的功率器件过热、电网电压过高过低等故障状态，通过硬件和软件的配合，比较容易检测、识别并处理。但对于并网光伏发电系统来说， 状态下的应对方案 还应考虑一种特殊故障 ，这种特殊岛效应 故障状态就是所谓的孤 。孤岛效应具有相当大的危害性，不仅可能导致电网设备的损害，还可能给相关人员 户) (如电网文修人员和用 带来电击的危险。所以光伏并网逆变器的反孤岛控制受到发电设备业主、 设备研究人员和各行业的公共工程广泛关注。 因此,在光伏并网发电系统中研究孤岛效应的防护措施,保证系统的正常运行和供电质量,使得供电过程能够更加安全可靠具有现实意义。