KIEE International Transaction on Electrical Machinery and Energy Conversion Systems
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제4B권4호
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pp.217-224
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2004
A novel anti-islanding method for the distributed power generation system (DPGS) is proposed in this paper. Three different islanding scenarios are explored and presented based on the analysis of real and reactive power mismatch. It is shown via investigation that islanding voltage is a function of real power alone, where its frequency is a function of both real and reactive power. Following this analysis, a robust anti-islanding algorithm is developed. The proposed algorithm continuously perturbs ($\pm$5%) the reactive power supplied by the DPGS while simultaneously monitoring the utility voltage and frequency. In the event of islanding, a measurable frequency deviation takes place, upon which the real power of the DPGS is further reduced to 80%. A drop in voltage positively confirms islanding and the DPGS is then safely disconnected. This method of control is shown to be robust: it is able to detect islanding under resonant loads and is also fast acting (operable in one cycle). Possible islanding conditions are simulated and verified through analysis. Experimental results on a 0.5kW fuel cell system connected to a utility grid are discussed.
This paper proposes novel algorithm for anti-islanding of grid-connected photovoltaic(PV) inverter. The islanding of PV systems can cause a variety of problems such as deterioration in power quality and electric shock. To prevent islanding, many anti-islanding methods are researched. Typical methods of anti-islanding are active frequency drift(AFD) and active frequency drift positive feedback(AFDPF). However, the AFD has problem that widely exists non diction zone(NDZ). The AFDPF is a method that improves the AFD method and is detected islanding by changing the chopping fraction(cf). However, The AFDPF does not detect when cf is very small and does not satisfy the IEEE Std. 929-2000 when cf is very big. Therefore, this paper proposes novel anti-islanding method that is simple to implement using virtual resister. The anti-islanding method proposed in this paper is compared with conventional method. The validity of this paper is proved using this result.
This paper proposes an active frequency with a positive feedback in the d-q frame anti-islanding method suitable for a robust phase-locked loop (PLL) algorithm using the FFT concept. In general, PLL algorithms for grid-connected PV PCS use d-q transformation and controllers to make zero an imaginary part of the transformed voltage vector. In a real grid system, the grid voltage is not ideal. It may be unbalanced, noisy and have many harmonics. For these reasons, the d-q transformed components do not have a pure DC component. The controller tuning of a PLL algorithm is difficult. The proposed PLL algorithm using the FFT concept can use the strong noise cancelation characteristics of a FFT algorithm without a PI controller. Therefore, the proposed PLL algorithm has no gain-tuning of a PI controller, and it is hardly influenced by voltage drops, phase step changes and harmonics. Islanding prediction is a necessary feature of inverter-based photovoltaic (PV) systems in order to meet the stringent standard requirements for interconnection with an electrical grid. Both passive and active anti-islanding methods exist. Typically, active methods modify a given parameter, which also affects the shape and quality of the grid injected current. In this paper, the active anti-islanding algorithm for a grid-connected PV PCS uses positive feedback control in the d-q frame. The proposed PLL and anti-islanding algorithm are implemented for a 250kW PV PCS. This system has four DC/DC converters each with a 25kW power rating. This is only one-third of the total system power. The experimental results show that the proposed PLL, anti-islanding method and topology demonstrate good performance in a 250kW PV PCS.
Jeraputra Chuttchaval;Hwang In-Ho;Choi Se-Wan;Aeloiza Eddy C.;Enjeti Prasad N.
Journal of Electrical Engineering and Technology
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제1권2호
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pp.192-199
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2006
This paper presents an improved anti-islanding algorithm for utility interconnection of multiple distributed fuel cell powered generations (DFPGs). A cross-correlation method is proposed and implemented in conjunction with the anti-islanding algorithm developed in the previous work [I]. While the power control algorithm continuously perturbs $({\pm}5%)$ the reactive power supplied by the DFPG, the proposed algorithm calculates the cross-correlation index of a rate of change of the frequency deviation with respect to $({\pm}5%)$ the reactive power to confirm islanding. If this index is above 50%, the algorithm further initiates $({\pm}10%)$ the reactive power perturbation and continues to calculate the correlation index. If the index exceeds 80%, the occurrence of islanding can be confirmed. The proposed method is robust and capable of detecting the occurrence of islanding in the presence of several DFPGs, which are independently operating. Viability of the cross-correlation method is verified by the simulation. Experimental results are presented to support the findings of the proposed method.
In this paper, a novel anti-islanding method of DC-AC single phase inverter is proposed. The inverter injects a little harmonic current with the output current of a PCS(Power Conditioning System). When the islanding condition is occurred, the voltage harmonic components appear on the output voltage of the PCS due to the injection of a little harmonic current. So, the PCS detects the voltage harmonic components using the Goertzel algorithm, and then the PCS decides that the islanding condition is occurred. When the PCS recognizes the islanding condition, the PCS are stopped. The proposed a novel anti-islanding method is analyzed, and its validity is proven through simulation.
Islanding phenomenon of photovoltaic system is undesirable because it leads to a safety hazard to utility service personnel and may cause damage to power generation and power supply facilities as a result of unsynchronized re-closure. Anti-islanding protection is an important technical requirement for grid-connected PV system. Until now, various anti-islanding methods for detecting and preventing islanding of photovoltaic and other distributed generations have been proposed. Most of them are focusing on the anti-islanding performance of single PV system according to the related international and domestic standard test procedures. There are few studies on the islanding phenomenon for multiple photovoltaic operation in parallel. This paper presents performance analysis of anti-islanding function for grid-connected PV inverter systems when several PV inverters are connected in parallel.
Islanding of PV systems occurs when the utility grid is removed but local sources continue to operate and provide power to local loads. Islanding is one of the serious problems in an electric power system connected with dispersed power sources. Also, this can present safety hazards and the possibility of damage to other electric equipments. If the real and reactive power of RLC load and PV system are closely matched, islanding phenomena can't be detected by the passive methods. Several active methods were proposed to detect islanding phenomena. The most effective method is SFS method which was suggested by Sandia National Laboratory. In this paper, a new anti-islanding algorithm is proposed and its validity is verified through simulation and experimental results for utility interconnection of PV system.
본 논문에서는 무효전력변동기법을 사용하여 단독운전을 검출을 하기 위해서 선행되어야 하는 주파수 검출 방법 중에서 개선된 이산푸리에변환(Discrete Fourier Transform; DFT), 즉 Goertzel 알고리즘을 이용한 단독운전 검출기법을 제안한다. 실제 태양광 발전 시스템의 설치를 위해서는 전기사고나 시스템에 악영향을 유발하는 단독운전 검출기법의 연구가 선행되어야 한다. 적용하는 주파수 검출방법은 Goertzel 알고리즘을 이용한 기법으로 기존의 영점검출기법과 가상의 2상 PLL(Phase Locked Loop)에 비하여 외란의 영향에 강인하며 빠른 검출이 가능하다. 시뮬레이션 및 실험을 통하여 기존의 주파수검출기법인 영점검출기법과 가상의 2상 PLL을 이용한 주파수 검출과 제안하는 알고리즘을 비교하고 그의 우수성을 검증하였다.
본 논문은 신$.$재생에너지를 이용한 분산전원시스템을 위한 새로운 단독운전 방지기법을 제시한다. 유효전력과 무효전력 불균형의 개념에 근거해서 3가지 다른 단독운전 조건이 분석된다. 단독운전 전압이 유효전력의 함수이고 그 주파수는 유효전력과 무효전력의 함수임이 분석을 통해 보여준다. 이 분석결과를 이용해서 새로운 단독운전 방지기법이 개발되었다. 제안된 보호 알고리즘은 분산전원에 의해 공급되는 무효전력을 계속적으로 $\pm$5% 변화시키면서 동시에 계통전압과 주파수를 관측한다. 만일 단독운전에 의해 측정할 정도의 주파수 이탈이 발생하면 더 나아가 분산전원의 유효전력을 80%로 감소시킨다. 이 검출기법은 공진부하에서도 빠르게 동작됨을 보여준다. 가능한 단독 운전조건이 모의되고 분석 증명된다. 0.5 kW 연계형 연료전지 시스템의 실험결과가 제시된다.
The installation of small sized dispersed generation(DG) units operating in parallel with the utility supply presents several technical problems for the protection and control of the system. One of the critical concerns is the occurrence of islanding. Hence, this paper propose the Digital Universal Relay(DUR) including anti-islanding function as DG interconnection interface. The existent islanding detection algorithms are examined. And the most effective and reliable method of those is modified for DUR application. The modified algorithm is evaluated through the modeling of the test system by PSCAD/EMTDC.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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