摘要：孤島檢測是并網光伏逆變器的必備功能。分析了光伏并網發電系統無功擾動孤島檢測的原理以及傳統無功擾動孤島檢測的實現方法，并在此基礎上提出一種單雙向混合無功功率擾動(Mixed Unidirectional and Bidirectional Reactive Power Variation，簡稱MUBRPV)的孤島檢測方法。該方法在光伏發電系統正常運行時逆變器向電網施以小幅度正負雙向無功電流擾動，期間檢測到網壓頻率偏差后，快速確定電流正饋擾動方向，并開始無功電流單向正饋擾動。實驗驗證表明該方法不僅能及時檢測出孤島狀態，無盲區，而且能將孤島檢測對電網的不良影響降到最低。
關鍵詞：逆變器；孤島檢測；光伏并網

1 引言
光伏發電系統在公共電網發生故障斷電時，仍孤立向本地負載供電的運行現象稱為孤島。現有孤島檢測方法主要有被動檢測法和主動檢測法。其中，主動檢測法從實施的可靠性和可操作性來看，主要有移頻控制法和功率擾動法兩種。移頻控制造成了并網電流波形畸變，對電能質量影響大；功率擾動法分為有功擾動法、無功擾動法及兩者結合法。這里在分析光伏網發電系統無功擾動孤島檢測原理及傳統無功擾動孤島檢測實現方法的基礎上，提出一種MUBRPV孤島檢測方法。并最終用實驗驗證了該方法的可行性。

2 光伏并網系統無功擾動孤島檢測原理
圖1示出正常并網和孤島運行時光伏并網系統的功率流圖，斷路器模擬孤島現象的發生，系統負載采用RLC并聯形式。正常并網運行時，光伏系統和電網同時向負載供電。當電網出現故障，即網側斷路器斷開后，光伏系統獨立向負載供電。若光伏系統輸出功率與負載功率近似匹配，則公共耦合點電壓uPCC幅值和頻率仍將維持在正常運行范圍內，光伏系統無法檢測到電網斷開故障，從而形成孤島運行。

正常并網運行時，uPCC等于電網電壓uG，角頻率為電網角頻率ω。孤島運行時，uPCC等于逆變器輸出電流與本地負載阻抗的乘積。當孤島發生時，LC并聯阻抗ZLC為光伏系統角頻率ω1的函數：

由式(4)可知，當孤島發生時，ω1與P1，Q1及負載性質有關。若Q1為負，表明負載為容性負載，孤島效應發生時ω1將下降，反之ω1將上升。由于負載無功需求在一定的電壓幅值和頻率條件下不變，通過對逆變器輸出的無功進行擾動，破壞光伏系統與負載間的無功功率平衡，使頻率發生變化，直至超出逆變器正常頻率運行范圍進行保護，達到孤島檢測的目的，這是光伏并網系統無功擾動孤島檢測法基本原理。