摘要
本报告评估了光伏并网电力系统中孤岛检测方法，将其分为三大类：逆变器中的被动方法、逆变器中的主动方法以及电网层面的方法。
被动方法
被动方法通过监控电压、频率及其特征来检测孤岛。常见方法包括：
- 过/欠压和过/欠频保护：通过检测电压和频率的异常来触发逆变器停机。优点是成本低，但NDZ较大，可能无法检测到所有孤岛情况。
- 电压相位跳变检测：监测逆变器端电压与其输出电流之间的相位差。优点是易于实施，但阈值选择困难，易受电机启动等影响。
- 电压和电流谐波检测：监测电压和电流中的谐波水平变化。优点是理论上有效，但阈值选择困难，易受非线性负载和逆变器质量影响。
主动方法
主动方法通过向电网引入有意的变化或扰动来检测孤岛。常见方法包括：
- 阻抗测量：通过测量电网阻抗的变化来检测孤岛。优点是理论上NDZ极小，但多逆变器情况下效果会减弱。
- 特定频率下的阻抗检测和滑动模式频率偏移：通过向电网注入特定频率的谐波电流或使逆变器输出电流波形发生跳变来检测孤岛。优点是相对易实现，但多逆变器情况下效果会减弱。
- 频率偏置、桑迪亚频率偏移和桑迪亚电压偏移：通过正反馈机制使频率或电压发生偏移，从而触发逆变器停机。优点是NDZ较小，但可能对电能质量和系统瞬态响应产生影响。
- 频率跳变：通过使逆变器检测到与预设模式相匹配的频率变化来检测孤岛。优点是理论上NDZ极小，但多逆变器情况下效果会减弱。
- ENS/MSD：使用多种方法（如阻抗检测）和开关设备来检测孤岛。优点是可靠性高，但成本较高。
电网层面的方法
电网层面的方法通常由公用事业部门控制或通过逆变器与公用事业部门之间的通信实现。常见方法包括：
- 阻抗插入：在电网中安装电容器组来改变阻抗，从而触发逆变器停机。优点是有效，但成本高，且响应速度慢。
- 电力线载波通信：通过电力线载波通信信号检测线路连续性。优点是NDZ小，不会影响电能质量，但需要安装PLCC发射器。
- 断开连接产生的信号：通过重合闸设备向分布式发电设备发送信号来检测孤岛。优点是有效，但成本高，且需要仪表化开关设备。
- 监控与数据采集系统（SCADA）：通过电压感应设备检测孤岛。优点是有效，但需要电力公司深度参与，且可能不适用于所有逆变器安装位置。
测试方法
报告还介绍了两种测试方法：
- 美国标准（IEEE Std. 929-2000和UL1741）：使用RLC负载进行孤岛测试，要求逆变器在无电网情况下无法维持稳定运行。
- 国际标准IEC 62116：提出在发电功率和负荷平衡以及不平衡条件下的测试方法。
结论
本报告对各种孤岛检测方法进行了全面评估，并强调了选择合适方法的重要性。各国应根据自身需求和电网条件选择合适的孤岛检测方法，以确保电网安全可靠运行。
