基于检测信号与工频电压幅值比率的防孤岛保护方法

徐化博; 陈羽; 徐丙垠; 赵瑞锋; 刘一铭; 王鹏玮

doi:10.7500/AEPS20241211004

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基于检测信号与工频电压幅值比率的防孤岛保护方法

研制与开发 | 更新时间：2025-09-25

- 基于检测信号与工频电压幅值比率的防孤岛保护方法
- Anti-islanding Protection Method Based on Magnitude Ratio of Inspection Signal to Power Frequency Voltage
- 电力系统自动化 2025年49卷第16期页码：166-174
- 作者机构：
  
  1.山东理工大学电气与电子工程学院，山东省淄博市 255049
  2.广东电网有限责任公司电力调度控制中心，广东省广州市 510000
  3.淄博职业学院智能制造学院，山东省淄博市 255300
- 作者简介：
  
  徐化博(1991—)，男，博士研究生，主要研究方向：配电网继电保护。E-mail：huabo_xu@163.com
  陈羽(1974—)，男，通信作者，教授，博士生导师，主要研究方向：配电网自动化和智能电网。E-mail：chenyukh@163.com
  徐丙垠(1961—)，男，教授，博士生导师，主要研究方向：配电网继电保护与自动化。E-mail：xuby@vip.163.com
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(52077221)
- DOI：10.7500/AEPS20241211004
  中图分类号：
- 收稿日期：2024-12-11，
  
  修回日期：2025-04-21，
  
  网络出版日期：2025-07-03，
  
  纸质出版日期：2025-08-25
- 稿件说明：
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徐化博,陈羽,徐丙垠等.基于检测信号与工频电压幅值比率的防孤岛保护方法[J].电力系统自动化,2025,49(16):166-174.

XU Huabo,CHEN Yu,XU Bingyin,et al.Anti-islanding Protection Method Based on Magnitude Ratio of Inspection Signal to Power Frequency Voltage[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(16):166-174.
徐化博,陈羽,徐丙垠等.基于检测信号与工频电压幅值比率的防孤岛保护方法[J].电力系统自动化,2025,49(16):166-174. DOI： 10.7500/AEPS20241211004.

XU Huabo,CHEN Yu,XU Bingyin,et al.Anti-islanding Protection Method Based on Magnitude Ratio of Inspection Signal to Power Frequency Voltage[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(16):166-174. DOI： 10.7500/AEPS20241211004.

摘要

现场应用的防孤岛保护多为基于电压/频率检测的被动式防孤岛保护，其在电网扰动及非计划孤岛形成时普遍存在误动及拒动问题。阻抗测量防孤岛保护利用系统的阻抗特征辨识电网扰动及孤岛，有效解决了被动式防孤岛保护的不足，但保护判据整定高度依赖于系统的阻抗参数，并且多分布式电源(DG)系统中检测信号相互干扰会导致保护失效。为此，提出基于检测信号与工频电压幅值比率的防孤岛保护方法。在分析孤岛形成前后测量阻抗特征的基础上，针对不同的孤岛系统建立了统一的辨识判据，并从分支线路、低电压穿越等方面分析了方法的适应性。此外，结合DG控制策略，利用电压过零点设计了基于60 Hz信号的同步注入及检测方法。基于实时数字仿真系统的仿真实验表明，该方法可在孤岛发生后的1 s内完成孤岛检测，避免了现有过/欠压、过/欠频率等防孤岛保护方法存在的拒动及误动问题。

Abstract

Most of the anti-islanding protections applied in the field are passive anti-islanding protections based on voltage/frequency inspection. The problems of misoperation and refuse-operation are common when grid disturbances and unplanned islands are formed. Impedance-measurement anti-islanding protection utilizes the impedance characteristics of the system to identify grid disturbances and islands

effectively solving the deficiencies in the existing anti-islanding protection. However

the setting of protection criteria is highly dependent on the impedance parameters of the system

and the mutual interference of the inspection signals in a multi-distributed generator (DG) system can lead to the failure of the protection. Therefore

an anti-islanding protection method based on the magnitude ratio of inspection signal to power frequency voltage is proposed. On the basis of analyzing the measured impedance characteristics before and after the formation of an island

a unified identification criterion is established for different islanded systems

and the adaptability of the method is analyzed in terms of branch lines

low voltage ride-through

and so on. Besides

a synchronous injection and inspection method based on a 60 Hz signal is designed by combining the DG control strategy with a voltage zero-crossing point. Simulation experiments based on real-time digital simulation (RTDS) system show that the method can complete the islanding inspection within one second after the islanding occurs

which avoids the misoperation and refuse-operation problems in the existing over-/under-voltage (OUV)

over-/under-frequency (OUF) and other anti-islanding protection methods.

关键词

Keywords

references

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