[實用新型]一種基于電氣量判別的反孤島裝置

有效

• 申請號: 201420034625.5
• 申請日: 2014-01-20
• 公開（公告）號: CN203722252U
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 嚴以臻;曹良;何曉明;尹雄
• 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: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;G01R31/08
• 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: 張兢

技術領域

本實用新型涉及一種基于電氣量的反孤島裝置，屬于電力技術領域。

背景技術

孤島效應是并網發電系統特有的現象。孤島效應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。孤島效應包括兩種：計劃孤島和非計劃孤島。計劃孤島在電網故障或維修而造成供電中斷時，有計劃地發生孤島效應，由分布式發電裝置繼續向周圍負載供電，從而減少因停電而帶來的損失，提高供電質量和可靠性。而非計劃孤島的供電狀態是未知的，會造成一系列的不利影響和安全隱患，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電路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，甚至導致電網重現跳閘；（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。

目前，分布式電源日趨增長，尤其是分布式太陽能發電系統的發展十分迅速。當有許多光伏并網系統同時向公共電網供電時，發生孤島效應的機率也隨之增加。因此解決孤島問題顯得尤為重要，應當尋求行之有效的方法來防止孤島效應的發生，即反孤島技術。目前的反孤島技術主要有被動檢測法和主動檢測法。常見的被動檢測法主要是采集本地電氣量，通過高頻/低頻，過壓/低壓等電氣量判據來決定是否跳閘，其不足之處在于存在很大的檢測盲區，容易漏檢。主動式檢測法是通過在光伏電站的逆變器側產生擾動，然后在電網側檢測是否有擾動或者是利用正反饋來迅速累積脫網時的電氣量（如頻率），從而采取反孤島保護動作，但這樣一來必然使得光伏電站送出的電能質量無法得到保證。

實用新型內容

本實用新型的目的是：克服現有技術的不足，提供一種結構簡單、成本較低、適用性強、使用時能迅速可靠地判出孤島現象而快速斷開小型分布式電源且無檢測盲區的基于電氣量判別的反孤島裝置。

本實用新型的技術方案是：本實用新型的基于電氣量判別的反孤島裝置，其結構特點是：包括母板模塊、二次電壓電流采集轉換模塊、開入量信號采集模塊、控制處理模塊、開出量驅動模塊、報警信號輸出模塊、顯示模塊和電源模塊；

上述的二次電壓電流采集轉換模塊、開入量信號采集模塊、控制處理模塊、開出量驅動模塊和報警信號輸出模塊均設置在母板模塊上；

母板模塊上設有IO總線；二次電壓電流采集轉換模塊、開入量信號采集模塊、開出量驅動模塊和報警信號輸出模塊均設有信號輸入端、信號輸出端和電源端；控制處理模塊設有二次電壓電流信號輸入端、開入量信號輸入端、開出量驅動信號輸出端、報警信號輸出端、顯示信號輸出端和電源端；顯示模塊設有信號輸入端和電源端；電源模塊設有電源輸出端；

上述的二次電壓電流采集轉換模塊的信號輸出端通過母板模塊的IO總線與控制處理模塊的二次電壓電流信號輸入端雙向信號電連接；開入量信號采集模塊的信號輸出端通過母板模塊的IO總線與控制處理模塊的開入量信號輸入端雙向信號電連接；開出量驅動模塊的信號輸入端通過母板模塊的IO總線與控制處理模塊的開出量驅動信號輸出端信號電連接；報警信號輸出模塊的信號輸入端通過母板模塊的IO總線與控制處理模塊的報警信號輸出端信號電連接；顯示模塊的信號輸入端與控制處理模塊的顯示信號輸出端信號電連接；二次電壓電流采集轉換模塊的電源端、開入量信號采集模塊的電源端、控制處理模塊的電源端、開出量驅動模塊的電源端、報警信號輸出模塊的電源端以及顯示模塊的電源端均與電源模塊的電源輸出端電連接；

上述的控制處理模塊包括AD轉換芯片、FPGA芯片、CPU和光纖通信接口；FPGA芯片、CPU均分別與AD轉換芯片雙向信號電連接；FPGA芯片、光纖通信接口均分別與CPU雙向信號電連接；AD轉換芯片設有信號輸入端；FPGA芯片設有同步時鐘信號輸入端；?AD轉換芯片的信號輸入端即為上述的控制處理模塊的二次電壓電流信號輸入端；上述的控制處理模塊的開入量信號輸入端、開出量驅動信號輸出端、報警信號輸出端和顯示信號輸出端均由CPU的IO端口構成。