[發明專利]用于分布式能源的孤島檢測的安全自動控制系統的工作方法

在審

• 申請號: 201510719147.0
• 申請日: 2012-12-05
• 公開（公告）號: CN105305629A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發明（設計）人: 曹良
• 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: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00;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

本申請是申請號為：201210515888.3，發明創造名稱為《用于分布式能源的孤島檢測的安全自動控制系統》，申請日為：2012年12月5日的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及電力技術領域，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。

發明內容

本發明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，本發明的提供的安全自動控制系統，包括：

裝設在分布式電源側的控制終端，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±0.5Hz，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：公用電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控制終端，在接收到公用電網側的控制終端的跳閘命令后，跳開并網斷路器，消除孤島運行狀態。

所述安全自動控制系統的工作方法，包括：

裝設在分布式電源側的控制終端，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±0.5Hz，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），則在150毫秒延時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：公用電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控制終端，在接收到公用電網側的控制終端的跳閘命令后，跳開并網斷路器，消除孤島運行狀態。