基于Clark—Park變換的孤島檢測方法研究

魏大鵬++劉峰

摘要：分布式電源并網(wǎng)過程中孤島效應(yīng)的發(fā)生會影響電網(wǎng)安全運(yùn)行并帶來一系列危害，因此對孤島的檢測與防護(hù)是十分重要的。Clark-Park坐標(biāo)變換法是并網(wǎng)逆變器中三相數(shù)字鎖相環(huán)的鑒相器部分常用的一種設(shè)計方法。基于Clark-Park坐標(biāo)變換原理提出一種新的過/欠電壓被動式孤島檢測方法并通過在Simulink環(huán)境下的仿真，驗證了該方法的正確性和可行性。

關(guān)鍵詞：鎖相環(huán)；孤島檢測；仿真

中圖分類號：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）23-0150-02

Study of the Islanding Detection Method Based on Clark-Park Transformation

WEI Da-peng， LIU Feng

（Hebei University， Baoding 071002，China）

Abstract： Islanding effect occurs during the distributed powers grid connection and it can affect the safe operation of the power grid and cause a series of hazards， so the islanding detection and protection is very important. Clark-Park coordinate transformation method is an important method to constitute the phase detector of PLL in grid inverter. Based on the principle of Clark-Park coordinate transformation，this paper presents a new over / under voltage passive islanding detection method and the simulation in Simulink environment verified the correctness and feasibility of this method.

Key words：PLL；islanding detection；simulation

在分布式電源逆變并網(wǎng)的過程中，孤島效應(yīng)的發(fā)生不僅會損害設(shè)備、影響電網(wǎng)穩(wěn)定安全運(yùn)行而且會給工作人員的人身安全帶來危害。鎖相環(huán)是并網(wǎng)逆變器中一個重要的組成部分，而數(shù)字鎖相環(huán)中鑒相器部分常用的設(shè)計原理是Clark-Park坐標(biāo)變換法。孤島效應(yīng)的檢測方法多種多樣，原理各不相同[1]，本文提出一種基于Clark-Park變換的過/欠電壓孤島檢測方法，在Simulink環(huán)境下的仿真驗證這種方法的正確性和可行性及在檢測速度上的優(yōu)越性。

4 結(jié)論

不同于傳統(tǒng)的依據(jù)檢測PCC處電壓是否超出正常范圍來判斷是過/欠電壓狀態(tài)發(fā)生與否[8]，本文由三相數(shù)字鎖相環(huán)鑒相器中的Clark-Park變換構(gòu)造出與電網(wǎng)同步的過、欠電壓閾值函數(shù)umax、umin。通過對比PCC處電壓絕對值與umax、umin的波形即可在非零處檢測到過/欠電壓狀態(tài)。此方法的主要特點(diǎn)為： 1）依托數(shù)字鎖相環(huán)來檢測孤島可提高分布式電源逆變并網(wǎng)系統(tǒng)的集成度。2）原理簡單清晰，提高了過/欠電壓法的檢測響應(yīng)速度。

參考文獻(xiàn)：

[1] 程啟明，王映斐，程尹曼，等.分布式發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)中孤島檢測方法的綜述研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2011（39）：147-154.

[2] 龔錦霞，解大，張延遲.三相數(shù)字鎖相環(huán)的原理及性能[J].電工技術(shù)學(xué)報，2009（10）：94-99.

[3] 吉正華，韋芬卿，楊海英.基于dq變換的三相軟件鎖相環(huán)設(shè)計[J].電力自動化設(shè)備，2011（4）：104-106..

[4] Remus Teodorescu.光伏與風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)變換器[M]. 周克亮， 譯.北京： 機(jī)械工業(yè)出版社， 2012： 71.

[5] YE Zhihong，Kolwalkar A，ZHANG Yu，et al.Evaluation of anti-islanding schemes based on nondetection zone concept[J].IEEE Transon Power Electronics，2004，19 （5）：1171-1176.

[6] 趙清林，郭小強(qiáng)，鄔偉揚(yáng).光伏發(fā)電系統(tǒng)孤島保護(hù)建模與仿真研究[J].太陽能學(xué)報，2007，28（7）：721-726.

[7] 吳志鵬，卿湘運(yùn)，楊富文.自適應(yīng)相位漂移孤島檢測法及SIMULINK仿真驗證[J].電源學(xué)報， 2013， 9（5）： 9-13.

[8] 席攀，王致杰，袁建華，等.微電網(wǎng)的被動式孤島檢測方法綜述[J].電力系統(tǒng)及其自動化， 2015， 37（3）： 68-70.