PDF《IDG 孤岛保护与故障穿越协调运行方法》

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a e p s G i n f o . c o m 基于阻抗特性的I I D G 孤岛保护与故障穿越协调运行方法 叶林1 ,苗丽芳1 ,苏剑2 ,吕志鹏2 ,饶日晟1 ,张亚丽1 ( 1. 中国农业大学信息与电气工程学院,北京市

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8 3;

2. 中国电力科学研究院,北京市

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9 2 ) 摘要:针对逆变型分布式电源( I I D G) 的孤岛保护和故障穿越两种功能存在的运行冲突问题, 提出 一种基于公共连接点( P C C) 阻抗特性的I I D G 孤岛保护和故障穿越协调运行方法.基于 P C C等效 阻抗的传递函数解析模型, 分析并网和孤岛运行状态下的阻抗特性.根据孤岛和电压暂态扰动情 况下 P C C阻抗的变化特征实现了同一逆变器中孤岛和电压暂态扰动现象的同步检测, 从而正确执 行孤岛保护与故障穿越两种功能.算例表明, 所提方法可以有效辨识孤岛和电压暂态扰动现象, 协调I I D G 的孤岛保护和故障穿越两种功能, 对已有的故障穿越和动态无功支撑方法具有较好的兼 容性, 有利于I I D G 主动参与电网调节, 更好地适应在配电网中的高渗透并网. 关键词:阻抗特性;

孤岛保护;

故障穿越;

动态无功支撑;

逆变型分布式电源 收稿日期:

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修回日期:

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0 8. 上网日期:

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2 1. 国家电网公司科技项目( P D

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8 ) .

0 引言 随着可再生能源发电技术的快速发展, 逆变型 分布式电源(inverterinterfaceddistributedgenerator,IIDG) 在配电网中的渗透水平不断提高, 对系统稳定性具有不可忽略的影响[ 1] .在电网暂态 扰动期间, 若仍按照I E E ES t d1

5 4 7―2

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3 [

2 ] , I E E E S t d9

2 9―2

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0 [ 3] , U L1

7 4 1―1

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9 [ 4] 等标 准进行控 制, 会造成大量I I D G 的不必要解列, 甚至引发停电 事故[ 5] . 为适应I I D G 高渗透友好接入配电网, I E E E [ 6] 、 德国电网[

7 ] 以及加州公共事业委员会[ 8] 的智能逆变 器工作组( S I WG) 等组织机构提出I I D G 应具备有 功―频率控制、 无功―电压控制和故障穿越等辅助服 务功能, 主动参与电网调节, 以提供电压 和频率支 撑.然而, 前述辅助服务功能与I I D G 已 有孤岛保 护功能在电压和频率允许运行范围、 时限要求及具 体实现方式等方面存在一定的相互影响[

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1 1] . I I D G 所提供的电压和频率支撑会改变传统电压和频率被 动式孤岛检测方法的检测盲区, 形成的负反馈会抵 消S a n d i a频率偏移法等主动式孤岛检测方法的正 反馈, 延长孤岛检测 时间, 影响检测效果[

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1 5] .此外, 当I I D G 处于孤岛运行状态时, 执行故障穿越控 制毫无意义, 且会对设备与人员造成危害;

当发生电 压暂态扰动时, 孤岛保护会执行I I D G 的切机操作, 无法进行故障穿越[

1 6] .因此, 需对I I D G 的孤岛保 护与故障穿越两种重要功能进行协调控制. 文献[

1 6 ] 提出一种基于无功功率扰动的低电压 穿越与孤岛同步检测算法, 但需结合电压谐波被动 检测方法.文献[

1 7] 根据电压外环比例―积分( P I ) 控制器的饱和极限协调孤岛保护和低电压穿越两种 功能, 文献[

1 8 ] 利用负序电流注入实现孤岛保护和 不平衡故障穿越, 但都没有考虑I I D G 在低电压穿 越期间的动态无功支撑.文献[