基于并网逆变器的主动式反孤岛方案优化

孤岛状态最难检测的情况是发电和负载完全匹配时，即并网逆变器输出有功和无功功率P=P_load，Q=Q_load。此时，孤岛发生前后，逆变器端电压的幅值和频率不发生变化，基于幅值和频率变化的被动式反孤岛策略很难奏效，检测盲区（Non-Detection Zone，NDZ）较大。为减小甚至消除检测盲区，许多学者提出多种主动式反孤岛策略方案，包括频移法、功率扰动法等。

频移法是主动式反孤岛策略方案中最为常用的方案，主要包括主动频移、San-dia频移以及滑模频移等策略。主动频移反孤岛策略是通过并网光伏系统向电网注入略有变形的电流，按单一方向对逆变器的输出频率进行扰动^[26]。系统并网运行时，逆变器端电压的频率由电网决定，不会随扰动发生变化。孤岛运行后，逆变器输出端电压的频率被强迫向上或向下偏移，根据频率的变化可判断孤岛状态。San-dia频移法是主动频移策略的一种改进方法，通过引入逆变器输出电压频率偏移的正反馈，加速频率偏移积累，从而提高孤岛检测速度，减少检测盲区^[27]。该方法还可以避免多台光伏系统并网情况下频率偏移方向不一致所带来的稀释效应^[35]。滑模频移反孤岛方案引入了并网逆变器输出电流-电压相位偏移的正反馈，利用相位偏移对逆变器输出频率的影响，加速频率偏移累积，提高孤岛检测速度，减小检测盲区^[28]。该方法同样可以避免稀释效应。与其他主动式方法相比，该方法只需在逆变器锁相环的输出上增加相位偏移即可实现，实现简单，因而应用较广。(www.xing528.com)

基于功率扰动的反孤岛策略也是主动式反孤岛策略的一种^[29]。相关分析表明：系统孤岛运行时，分布式发电单元的输出电压与孤岛内的功率匹配程度有关，当发电单元提供的有功功率大于负载有功功率时，即P﹥P_load，发电单元端电压幅值将线性增加；而当P﹤P_load时，发电单元端电压幅值将线性减小。根据以上原理，可人为地周期性改变光伏系统逆变器的输出有功功率，根据其端电压幅值的变化判断孤岛状态^[30，31]。当光伏系统逆变器输出无功功率和负载消耗无功功率不匹配时，孤岛状态下逆变器输出电压的频率将发生变化，因此周期性地改变光伏系统逆变器输出的无功功率（也称为无功功率扰动方法），可使逆变器输出电压的频率发生变化，根据此变化也可检测孤岛状态^[32]。