[實用新型]一種用于分布式能源的孤島檢測的安全自動控制系統

有效

• 申請號: 201220662923.X
• 申請日: 2012-12-05
• 公開（公告）號: CN202940577U
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 曹良;何曉明;羅皎虹;奚漢江;王強強
• 申請（專利權）人: 江蘇省電力公司常州供電公司;江蘇省電力公司;國家電網公司
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26
• 代理公司: 常州市江海陽光知識產權代理有限公司 32214
• 代理人: 湯志和

技術領域

本實用新型涉及電力技術領域，特別涉及一種基于3G網絡的用于分布式能源的孤島檢測的安全自動控制系統。

背景技術

所謂孤島現象，是指分布式發電系統中，當電網供電因故障事故或停電維修而跳閘后，各個用戶端的分布式并網發電系統未能及時檢測出停電狀態從而將自身切離市電網絡，最終形成由分布式電站并網發電系統和其相連負載組成的一個自給供電的孤島發電系統。孤島效應的發生會給系統設備和相關人員帶來嚴重的安全隱患，包括：（1）孤島效應使電壓和頻率失去控制，孤島系統中的電壓和頻率將會發生較大的波動，從而對電網和用戶設備造成損壞；（2）孤島系統被重新接入電網時，由于重合閘時系統中的分布式發電裝置可能與電網不同步而使斷路器裝置受到損壞，并且可能產生很高的沖擊電流，從而損害孤島系統中的分布式發電裝置，甚至導致電網重新跳閘；（3）孤島效應可能導致故障不能清除，從而導致電網設備的損害，并且干擾電網正常供電系統的自動或手動恢復；（4）孤島效應使得一些被認為已經與所有電源斷開的線路帶電，這會給相關人員帶來電擊的危險。因此在分布式發電系統中，如果在公用電網側能夠快速獲取孤島信息并進行緊急控制，可以避免人員和設備事故發生。

分布式發電系統的孤島保護有兩種，基于通過監控并網裝置采集到的本地電氣量和基于通信的反孤島保護。基于通信的孤島保護分為聯鎖跳閘孤島保護和載波孤島保護等。傳統的聯鎖跳閘孤島保護接線復雜，需要連接大量的控制電纜。基于本地測量的孤島保護包含被動式和主動式孤島保護，被動式孤島保護存在著檢測盲區，而主動式孤島保護需要對系統加入擾動信號，而且只能在分布式電源側安裝。

實用新型內容

???????本實用新型要解決的技術問題是提出一種適于防孤島保護功能的安全自動控制系統。

為解決上述技術問題，本實用新型的提供的安全自動控制系統，包括：裝設在分布式電源側的第一控制終端，裝設在公用電網側的第二控制終端；第一、第二控制終端適于通過3G網絡進行數據傳輸；第一控制終端與用于連接分布式電源和公用電網的并網斷路器相連。

在第二控制終端向第一控制終端發出跳閘命令后，第一控制終端適于控制與該第一控制終端相連的并網斷路器跳開。

裝設在分布式電源側的第一控制終端，用于對該分布式電源進行同步測量頻率，并打上時標，將同步測量頻率數據通過3G網絡發送到公用電網側；

裝設在公用電網側的第二控制終端，用于對公用電網進行同步測量頻率，并打上時標，同時所述接收分布式電源側上送的同步測量頻率數據；

裝設在公用電網側的第二控制終端根據時標，計算公用電網側和分布式電源側的頻差，如果該頻差超過一設定動作值（該設定動作值一般為????????????????????????????????????????????????，具體數值參考國家電網公司企業標準?Q/GDW617-2011：光伏電站接入電網技術規定），經過給定的延時（一般小于160毫秒）后向分布式電源側發出跳閘命令；如果所述頻差超出一設定啟動值（一般為0.1Hz，該設定啟動值要求大于終端采集精度），但未超過所述設定動作值，則采用如下公式（1）計算頻差能量積分值K_df：

??…（1）

式中，Df：公網側和分布式電源側的頻差；

若K_df超過一頻差能量積分設定值，則向分布式電源側發出跳閘命令。

裝設在分布式電源側的第一控制終端，在接收到公用電網側的跳閘命令后，跳開并網斷路器，消除孤島運行狀態。

相對于現有技術，本實用新型的方案具有的技術效果：（1）本實用新型通過采集公用電網側的頻率和分布式電源側的頻率，方法簡單可靠，接線方式簡單，便于工程實施，實現從并網斷路器到公用電網側母線范圍內孤島的檢測。當頻差超出設定啟動值、未超過設定動作值時，采用頻差能量積分法判別，有效的減少了檢測盲區，有效的保障了分布式能源的孤島檢測率，擴大了孤島檢測范圍，提高了電網運行安全性。（2）本實用新型的用于分布式能源的孤島檢測系統包括：分布式電源側的、變電站側的基于3G網絡的同步測量及控制終端。變電站側的終端和分布式電源側的終端由全局時鐘同步系統統一節拍，進行異地高速同步采樣，采集電氣量計算頻率、形成帶絕對時標的頻率數據，分布式電源側將帶絕對時標的動態頻率數據通過3G無線網絡發送到變電站側終端。變電站終端根據分布式電源側和變電站側頻率數據，采用頻差能量積分原理判別分布式電源運行狀態，通過3G網絡對分布式電源側終端發出相應命令，解決分布式電源并網衍生的孤島問題。