一种混合式光伏逆变器反孤岛策略

0，，，，[1]，[2]。，、、，，，。，，[3]，[4]。/、、。[5]/，/。[6]，。，，。、、，[7]。[8]，，，。，，，，，。，/，，，。PSCAD/EMTDC，，。11。（b）1Fig.1Hybridanti-islandingschematic：2015-04-19。：（2014DFG72240）；（2013BBE50102）。：（1978-），，，，，。E-mail：[e-mail]1，2，1，2，2，1（1.，330031；2.，330096）：，，。/，，，。，，、。：；；/；：TM615：A：1671-5292（2015）07-0987-06RenewableEnergyResources33720157Vol.33No.7Jul.2015（a）S2CtrlPQPLQLUpccS1ACRLCS2PL+jQLS1PCCP+jQΔP+jΔQ·987·DOI:10.13941/j.cnki.21-1469/tk.2015.07.005S1，S2，PQ，PLQL，ΔPΔQ、；R，L，C。，，S1，S2，Upcc，，U，：PL=P-ΔP=U2pcc/R=U2/R（1）QL=Q-ΔQ=U2pcc（1/2πfL-2πfC）=U2（1/2πfL-2πfC）（2），S1，P′L=P=U2pcc′/R（3）Q′L=Q=Q2pcc′（1/2πf′L-2πf′C）（4）：f，f′。（1），（3）：U2pcc′-U2pcc=ΔPR（5）（2），（4）：（f′-f）（1+4π2ff′LC）=ff′LΔQ/Q2pcc（6），，，4。①、，ΔP≠0，ΔQ=0，（5），（6）：U2pcc′=U2pcc+ΔPR=U2+ΔPR（7）f′=f（8）（7），U′pcc。②、，ΔP=0，ΔQ≠0，（5），（6）：U′pcc=Upcc=U（9）f′≠f（10）（10），U′pcc。③、，ΔP≠0，ΔQ≠0，（7），（10），U′pcc。④、，ΔP=0，ΔQ=0，（8），（9），U′pcc。，，，PCC，；，，U′pcc。，：，，，/，，。2PQ2。Pref，Qref，PQ，dq，，、[9]。2015，33（7）2Fig.2Hybridanti-islandingmodelDCPWMabc/dqicibiaUaUbUcP，QPL，QLCtrlUpccPWMSPWMdq/abcSPrefN/D32UsdididrefωLPIUsdUdiqQrefN/D32UsdiqiqrefPIωLidUqUsqUsdUsqidiq·988·，P，PLQ，QL，Ctrl。Ctrl0，S，；Ctrl1，S，。3。，，PPL，QQL，，ΔP、ΔQ，Ctrl1，S，。，①，②，③，，/，。，ΔP=0，ΔQ=0，，Ctrl0，S，，，2PrefΔP，ΔP′=Pref/3，UUmax2-1≤P-PLP≤UUmin2-1：0.4375≤PLP≤1.3056，，PLP，Pref/3。a，2，I′a=（Pref+ΔP′）/3Uacosφ=Ia+ΔIa（11）：Ia，ΔIa。，（11），，，，。，Upcc。，，U′pcc=IaZL=（Ia+ΔIa）ZL（12）（12），，，，。3PSCAD/EMTDC，4。0.8kV，SPWM，，5kHz，30kW，0Var，PQ，0.38kV，50Hz，BRK1，BRK2，1s，80%~120%，49.5~50.5Hz。，3Fig.3HybridPVinverteranti-islandingstrategyflowchart（a）P，Q，PL，QLP-PL，Q-QLCtrlCtrl=0Ctrl=1，/，，BRK2g1g3g5g4g6g2R=0222222UsaUsbUsclalblcUsaUsbUsclalblc3[mH]3[mH]3[mH]30[uF]30[uF]30[uF]AVUpccUpccP+jQBRK1PinvQinvPQABCR=0fVrmsph/·989·a，、、5。、，，PQ，。3.1，P，PLQ，QL，Ctrl1，，/。Q=QL，1s，6。6，PPL，，1.05s0.8U，，，0.05s；PPL，，1.025s1.2U，，，0.025s，IEEEStd.2000-929[10]。PPL，Q≠QL，7。1s，Upcc；1.0198s50.5Hz，（a）PPL，Q=QL4Fig.4PVinverteranti-islandingsimulationmodel（b）（a）（b）5Fig.5Grid-connectedoutputBRK2g1g3g5g4g6g2UsaUsbUscIaIbIcUaABUsaUsbUscUbUcABABCtrl=1CtrlABVinv0.00.8165IdIqUsdUsqUdUqUaUbUcABCABCABCDQ0DQ0DQ0SBRK1Ctrl=0CtrlAB0.00.03PrefIdIdrefDN/DNDDDUsdPPUdDPFDFQ0.0QrefN/DDUsdUsd1.5*1.50.942DFIqIqrefPI*IdFDDFUsqUq0.942*TIMEBRK2UsaVaVbVcPLL0.400.200.00-0.20-0.40t/s0.9600.9801.0001.0201.0401.060/kV/kA0.400.200.00-0.20-0.400.0500.0300.010-0.010t/s0.000.501.001.502.000.0500.0300.010-0.010PQ（b）PPL，Q=QL6PPLPCCFig.6VoltageandoutputcurrentwaveformonpointofcommoncouplingwhenPandPLareoutofbalance0.400.200.00-0.20-0.40t/s0.9501.0001.0501.100/kV/kAUPCCIka0.400.200.00-0.20-0.400.400.200.00-0.20-0.40t/s0.9501.0001.0501.075/kV/kAUPCCIka0.400.200.00-0.20-0.40·990·2015，33（7）Q/MVarP/kW，0.0198s，IEEEStd.2000-929。3.2，P=PL，Q=QLP=PL，Q=QL，，Ctrl0，，，8。8（a），0.4s，ΔP′=Pref/3，0.04s；8（b），0.76s，，，，1s，，PCC，1.16s，，，，1.2s，U′pcc，，0.2s，IEEEStd.2000-929。4，，，。PSCAD/EMTDC，。：[1]，，，.[J].，2011，39（6）：147-154.[1]ChengQiming，WangYingfei，ChengYiman，etal.Overviewstudyonislandingdetectingmethodsfordis-tributedgenerationgrid-connectedsystem[J].PowerSystemProtectionandControl，2011，39（6）：147-154.[2]，.[J].，2009，42（3）：71-74.[2]LvZhen，YangLi.Theislandingdetectionforphoto-voltaicgrid-connectedgenerationsystems[J].ElectricPower，2009，42（3）：71-74.[3]，，.[J].，2010，28（2）：102-104.[3]YangXu，ZengChengbi，LiuMeifeng.ApplicationofcurrentfeedforwarddisturbancemethodonislandingdetectionofPVgrid-connectedsystem[J].RenewableEnergyResources，2010，28（2）：102-104.[4]WovteA，BelmansR，NijsJ.Energyconversiontestingtheislandingprotectionfunctionofphotovoltaicinverters[J].IEEETransactionsonPowerElectronics，2003，18（3）：157-162.[5]VerhoevenB.Probabilityofislandinginutilitynetworksduetogridconnectedphotovoltaicpowersystems[R].（b）7QQLFig.7OutputwhenQandQLareoutofbalance50.8050.4050.0049.4049.00t/s0.9400.9600.9801.0001.020/Hz（a）PCC0.400.200.00-0.20-0.400.9400.9801.0201.0601.080t/s/kV/kAUPCCIka0.400.200.00-0.20-0.40（a）（b）8P，PLQ，QLFig.8OutputwhenPbalanceswithPLandQbalanceswithQL0.03500.03000.02500.02000.01500.01000.0050t/s0.001.002.00/MW0.400.200.00-0.20-0.40t/s0.700.800.901.001.101.20UPCCIka0.400.200.00-0.20-0.40/kV/kA·991·，reportIEAPVPST5-07：2002，2002.[6]Kotsopoulos，DuarteJL，HendrixMAM.Islandingbe-haviorofgrid-connectedPVinvertersoperationunderdifferentcontrolschemes[A].IEEE33rdAnnualofPowerElectronicsSpecialistsConference[C].Caims：IEEE，2002.1506-1511.[7]，，.[J].，2013，34（5）：899-903.[7]LiYuqiang，ChaoQin，SongGuobing.MethodofsinglephasephotovoltaicGrid-connectedsystemislandingdetectionbasedonpowerdisturbance[J].SemiconductorOptoelectronics，2013，34（5）：899-903.[8]，，，.[J].，2014（4）：37-39.[8]RenXiaopeng，LiYonggang，LiYabing，etal.Applica-tionofslid-modefrequencyshiftmethodinislandingdetectionofphotovoltaicgrid-connectedinverter[J].LowVoltageApparatus，2014，（4）：37-39.[9]，，.PSCAD/EMTDC[J].，2010，38（17）：76-81.[9]YaoZhiqing，ZhangQian，LiuXimei.Researchonsim-ulationofathree-phasegrid-connectedphotovoltaicgenerationsystembasedonPSCAD/EMTDC[J].PowerSystemProtectionandControl，2010，38（17）：76-81.[10]IEEERecommendedPracticeForUtilityInterfaceofPhotovoltaic（PV）Systems[S].Ahybridphotovoltaicinverteranti-islandingstrategyXiaYonghong1，2，Hu