[發(fā)明專利]有源配電網(wǎng)孤島檢測方法及系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2018-12-25
• 公開（公告）號: CN109659975B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設計）人: 金鵬;胡國;陳暉;吳海;朱亞軍;沈茜
• 申請（專利權）人: 國電南瑞科技股份有限公司;國家電網(wǎng)有限公司;國網(wǎng)江蘇省電力有限公司電力科學研究院;南瑞集團有限公司;國電南瑞南京控制系統(tǒng)有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;G01R31/08
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發(fā)明公開了有源配電網(wǎng)孤島檢測方法和系統(tǒng)，方法包括基于有源配電網(wǎng)中各電源的類型、并網(wǎng)狀態(tài)、運行模式、控制策略進行建模；建立系統(tǒng)中各相鄰開關之間的通信鏈路，基于電源模型信息，由各電源向其他電源逐級傳遞自身運行狀態(tài)；分布式電源將實時檢測其與系統(tǒng)內(nèi)其他電源的可達性，進行孤島狀態(tài)判斷；若DG判斷其由并網(wǎng)狀態(tài)變?yōu)楣聧u狀態(tài)時，則啟動協(xié)調(diào)控制，進行運行模式切換。本發(fā)明基于可達性查詢實現(xiàn)有源配電網(wǎng)中各電源運行狀態(tài)的逐級傳遞及孤島狀態(tài)檢測，提高了孤島檢測對配電網(wǎng)不同網(wǎng)架接線、不同運行方式的適應性，并通過系統(tǒng)中相鄰配電終端實時交換電源狀態(tài)信息，實現(xiàn)孤島發(fā)生后DG運行模式的協(xié)調(diào)控制，增強了有源配電網(wǎng)運行的可靠性與靈活性。

技術領域

本發(fā)明涉及一種基于可達性查詢的有源配電網(wǎng)孤島檢測與協(xié)調(diào)控制方法，屬于電力系統(tǒng)繼電保護技術領域。

背景技術

作為大電網(wǎng)的有效補充，分布式新能源發(fā)電系統(tǒng)不僅可以減少傳統(tǒng)化石能源發(fā)電系統(tǒng)投資，更能夠增強電力系統(tǒng)運行靈活性和可靠性。然而，由于例行檢修或故障跳閘而失去大電網(wǎng)支撐時，分布式新能源發(fā)電系統(tǒng)就會進入孤島運行狀態(tài)。

一般來說，由于分布式電源和負荷的波動性，孤島系統(tǒng)內(nèi)的發(fā)電功率和本地負荷并不平衡，因此孤島狀態(tài)只能持續(xù)比較短的時間。但如果孤島發(fā)生后系統(tǒng)內(nèi)分布式電源調(diào)節(jié)能力較強，或配置了儲能系統(tǒng)，使得新能源發(fā)電出力與本地負荷大致相同，該孤島系統(tǒng)就可能長時間穩(wěn)定運行，給發(fā)電、控制設備和運行、檢修人員埋下了安全隱患。

現(xiàn)有的孤島檢測方法分為被動式孤島檢測、主動孤島檢測和遠程孤島檢測方法，其中：遠程孤島檢測方法受限于遠程通信信道，存在不適應復雜配電網(wǎng)架構和多并網(wǎng)點接入方式等問題；而對于現(xiàn)有的被動式孤島檢測方法，當失去大電網(wǎng)之后，如果系統(tǒng)內(nèi)發(fā)電功率與本地負荷相近時，此時系統(tǒng)電壓與頻率無明顯波動，

因此此類被動式孤島檢測方法存在檢測死區(qū)；同時，現(xiàn)有的主動式孤島檢測方法是基于單機逆變器的主動注入方法，對于高滲透率的多機并聯(lián)的系統(tǒng)，存在不同的單機孤島檢測策略會導致擾動信號之間互相干擾而使得孤島檢測失效或者正常運行時電能質(zhì)量惡化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的缺點和不足，提出一種基于可達性查詢的有源配電網(wǎng)孤島檢測方法和系統(tǒng)，基于可達性查詢實現(xiàn)有源配電網(wǎng)中各電源運行狀態(tài)的逐級傳遞、孤島狀態(tài)檢測。

為達到上述技術目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

在一方面，本發(fā)明提供一種有源配電網(wǎng)孤島檢測方法，具體包括以下步驟：

基于有源配電網(wǎng)中各電源的類型、并網(wǎng)狀態(tài)、運行模式和控制策略建立電源模型；

建立系統(tǒng)中各相鄰開關之間的通信鏈路；

各電源通過通信鏈路逐級向其它電源發(fā)送其自身實時狀態(tài)的電源模型；

分布式電源(Distributed Generation，DG)根據(jù)接收到的電源模型實時檢測其與系統(tǒng)內(nèi)其它電源的可達性并進行孤島狀態(tài)判斷獲得孤島檢測結果。

電源模型信息中的電源類型包括大電網(wǎng)電源和分布式電源；并網(wǎng)狀態(tài)包括并網(wǎng)和離網(wǎng)；運行模式僅對分布式電源有效，包括運行于VF模式和運行于PQ模式；控制策略僅對分布式電源有效，包括允許切換至VF模式和不允許切換至VF模式，同一區(qū)域中僅配置一個允許切換至VF模式的分布式電源，一般選取區(qū)域內(nèi)容量最大的分布式電源。

由系統(tǒng)中配置的配電終端實現(xiàn)各開關的檢測、控制及通信功能，各相鄰開關配電終端之間采用通用面向對象的變電站事件(generic object substation event，GOOSE)通信，并基于電源模型配置GOOSE信息模型輸入、輸出信號。