[發明專利]一種分布式電源綜合防孤島保護系統及方法

有效

• 申請號: 201710403877.9
• 申請日: 2017-06-01
• 公開（公告）號: CN107294128B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 華秀娟;徐光福;余群兵
• 申請（專利權）人: 南京南瑞繼保電氣有限公司;南京南瑞繼保工程技術有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02H7/26
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 葛瀟敏

本發明公開一種分布式電源綜合防孤島保護系統，包括逆變器、防孤島保護裝置以及通信系統，所述逆變器中集成主動式防孤島保護功能，與防孤島保護裝置通過通信系統相互連接；所述防孤島保護裝置安裝于分布式電源公共連接點處；所述通信系統采用電纜連接或網絡通信方式。一種分布式電源綜合防孤島保護方法，防孤島保護裝置通過通信系統與N臺逆變器進行通訊，N臺逆變器提供主動式防孤島保護動作信號，防孤島保護裝置實現信號采集并進行綜合防孤島保護邏輯判斷，當有不少于M臺逆變器的主動防孤島保護同時動作時，判斷為孤島，防孤島保護裝置跳閘切除公共連接點處開關，將分布式電源與大電網隔離。此種技術方案可提高防孤島保護的靈敏性和可靠性。

技術領域

本發明屬于分布式發電技術領域，特別涉及一種分布式電源綜合防孤島保護系統及方法。

背景技術

電網失電時，分布式電源(DG，distributed generation)仍保持對失電電網中的某一部分線路繼續供電的狀態稱為孤島現象。孤島現象分為非計劃性孤島現象和計劃性孤島現象。非計劃性孤島的運行狀態是不可控的，可能會危及維修人員和用戶的生命安全，影響電網正常合閘，不可控的電壓和頻率損壞用電設備。因此分布式發電系統需快速檢測非計劃性孤島，并斷開分布式電源與電網的連接。

孤島檢測原理主要包括主動式和被動式。主動式防孤島保護原理一般集成在分布式電源側的逆變器里，其檢測原理是對電網施加擾動信號，通過擾動信號會使孤島內的電壓、頻率發生明顯變化來判斷孤島，具有靈敏、檢測盲區小等優點。分布式電源公共連接點(PCC，point of common coupling)處安裝的防孤島保護裝置采用的是被動式防孤島保護原理，通過監測電壓、頻率變化來判斷是否形成孤島，一旦檢測到孤島形成，快速跳開分布式電源公共連接點處開關，既作為逆變器主動式防孤島保護的后備保護，又作為大電網與分布式電源的明確開斷點以保護檢修人員的安全。基于電壓、頻率檢測的被動式防孤島保護因原理簡單易行而被普遍使用于公共連接點的防孤島保護裝置中。

鑒于以上優點，目前主動式、被動式防孤島保護都被應用在分布式電源系統中，但這兩種保護原理還存在以下幾個問題，影響保護動作的可靠性：

1)當多臺逆變器的主動式防孤島保護功能投入使用時，存在擾動信號稀釋作用導致部分主動式防孤島保護孤島檢測失敗、保護拒動的可能性，孤島現象仍然存在。

2)當孤島內功率與負荷基本平衡時，被動式防孤島保護存在檢測盲區、保護拒動的風險。

發明內容

本發明的目的，在于提供一種分布式電源綜合防孤島保護系統及方法，其可提高防孤島保護的靈敏性和可靠性。

為了達成上述目的，本發明的解決方案是：

一種分布式電源綜合防孤島保護系統，包括逆變器、防孤島保護裝置以及通信系統，所述逆變器中集成主動式防孤島保護功能，與防孤島保護裝置通過通信系統相互連接；所述防孤島保護裝置安裝于分布式電源公共連接點處；所述通信系統采用電纜連接或網絡通信方式。

上述網絡通訊方式包括光纖以太網、載波、Wi-Fi及ZigBee無線通訊模式。

一種分布式電源綜合防孤島保護方法，防孤島保護裝置通過通信系統與N臺逆變器進行通訊，N臺逆變器提供主動式防孤島保護動作信號，防孤島保護裝置實現信號采集并進行綜合防孤島保護邏輯判斷，當有不少于M臺逆變器的主動防孤島保護同時動作時，判斷為孤島，防孤島保護裝置跳閘切除公共連接點處開關，將分布式電源與大電網隔離，其中，M、N均為自然數，且M<N。

上述綜合防孤島保護邏輯判斷的步驟如下：

(1)孤島形成后，N臺逆變器主動式防孤島保護動作跳開相應接觸器；

(2)防孤島保護裝置獲取N臺逆變器的主動式防孤島保護動作信號；

(3)防孤島保護裝置判斷是否有不少于M個信號同時動作；