一种自适应的主动移频孤岛检测方法一种自适应的主动移频孤岛检测方法
针对正反馈主动移频法存在检测速度不够快，对输出电流质量影响较大的问题，提出了一种自适应的正反馈主
动移频检测方法。该方法采用新的初始截断系数，根据公共点的频率化率实时地调整正反馈系数，缩短了检测
时间，减小了检测盲区。同时考虑了电网的波动，避免引入的频率差对输出电流质量的影响。通过相位理论分
析和MATLAB/Simulink仿真，验证了该方法的有效性及优越性。
0 引言引言
随着能源的不断消耗，太阳能、燃料电池等可再生新能源在不断地被开发和利用，其中分布式发电是利用太阳能的发展方
向，代表了21世纪最具吸引力的能源技术
[1]
。光伏并网发电系统将太阳能电池产生的直流电逆变后输送到电网，这需要并网系
统有各种完善的保护措施。而保护措施除了一般的电流、电压和频率的检测保护外，还需要考虑一种特殊的故障状态，即孤岛
效应。孤岛效应是指当电网由于电气故障或自然因素等原因中断供电时，光伏并网系统仍然通过逆变器向周围的负载供电，从
而与负载形成了一个电网无法控制的自给供电孤岛的现象
[2]
。孤岛现象会严重影响电力系统的安全正常运行，不仅会损坏用户
接入的并网电力装置，而且可能会危及到线路维修人员的人身安全。可见，对于一个并网系统必须具备
通常孤岛检测方法可以分为三大类，即远程检测法、本地被动检测法和本地主动检测法
[3]
。远程检测法基于通信手段，依赖
于分布式系统与电网之间的通信信号检测是否发生孤岛。被动检测法通过检测电网断电时电压幅值、频率、相位等系统参数是
否出现异常来判断孤岛。主动检测法通过在输出电流中注入扰动，驱使系统参数快速超出阈值来检测孤岛
[4-5]
。三种检测法中
以主动检测法使用最为广泛。主动检测法中使用较多是移频类检测法，包括主动移频法（Active Frequency-
Drift，AFD）
[6]
、
[7]
、滑模移频法（Slide- Mode Frequency Shift，SMS）
[8]
等。AFD通过对逆变器输出电流频率施加一定的
扰动，使频率超出阈值来检测孤岛
[9]
。AFDPF则在主动移频的基础上运用正反馈使公共耦合点的电压频率加速偏移来检测孤
岛。传统的方法都是采用固定的
针对以上问题，提出了一种
f
与谐振频率f
o
坐标系描述该方法的检测盲区，最后通过MATLAB/Simulink仿真验证了算法的可
行性和优越性。
1 AFD和和AFDPF原理概述原理概述
1.1 AFD原理原理
AFD的原理是以PCC点处电压频率作为光伏逆变器输出电流的参考频率，并在其中添加扰动，使得逆变器输出电流波形有
轻微的畸变。孤岛发生时， PCC电压频率发生偏移，频率进行偏移累计，当超出正常允许的阈值范围时触发孤岛保护动作。
图1为孤岛检测等效电路图。
当电网正常并网时，受制于电网的钳制作用，引入的扰动并不会使PCC点电压频率产生偏移。当电网断开时，电网的钳制
作用不再存在，扰动促使PCC点电压频率发生偏移直至超出阈值。图2所示为参考电流和PCC电压的波形及相位图
[10]
。图中
t
z
为输出电流过零点持续时间间隔，T
v
为PCC点电压周期。截断系数cf定义为电流过零点持续时间间隔与半个电压周期T
v
之
比
[11]
。
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