[發明專利]一種不切新能源機組與負荷的備自投裝置、方法及應用

有效

• 申請號: 202210596144.2
• 申請日: 2022-05-30
• 公開（公告）號: CN114865776B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 鄭濤;王洪炳;王子鳴;胡勝寬
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: H02J9/06
• 分類號: H02J9/06;H02J3/14;H02J3/06;H02J3/38;H02H7/26
• 代理公司: 北京君有知識產權代理事務所(普通合伙) 11630
• 代理人: 焦麗雅

本發明公開了一種不切新能源機組與負荷的備自投裝置、方法及其應用，該方法通過分析形成孤島前主供線路上的潮流判斷孤島內新能源機組與負荷的相對關系。并根據該相對關系確定儲能裝置的運行狀態，在主供線路跳開，新能源機組與周圍負荷形成孤島后，按照確定的運行狀態啟動儲能裝置，再投入備用線路，最后推出儲能裝置完成備自投。本發明提供的不切新能源機組與負荷的備自投方法能夠實現完全不切新能源機組與負荷進行備自投的同時盡可能減少合閘產生的沖擊電流，從而實現備用電源快速、安全地自動投入。

技術領域

本發明屬于電力系統繼電保護技術領域，特別涉及一種不切新能源機組與負荷的備自投裝置、方法及其新能源接入場站。

背景技術

隨著大規模新能源的集中式和分布式大規模的接入，大容量多回直流饋入饋出等廣泛應用，傳統繼電保護的動作原理、配置方案、整定原則有待進一步改進以適應電力電子化電網安全運行需求。其中，備用電源投入裝置(簡稱備自投)是用于恢復系統供電的重要設備。當系統因故障而失去供電時，備自投裝置將備用電源迅速投入系統，以保證系統的可靠供電。然而，隨著新能源大規模接入電網大系統后，其本身存在低電壓穿越特性會導致故障時系統工作母線存在電壓，進而使得備自投的“無壓”啟動條件不滿足，傳統備自投裝置失效。

目前已有針對于新能源場站接入下的備自投方法，其中申請號為201911112750.7名稱為《新能源電廠并網變電站備自投裝置的投切方法》一種新能源電廠并網變電站備自投裝置的投切方法，提出構建新能源電廠并網變電站內部元件之間的因果關系矩陣等判斷新能源電廠并網變電站的孤島運行狀態；根據孤島運行狀態投切備自投裝置。其雖然能夠提高新能源電廠并網變電站的備自投裝置進行投切的可靠性，但該方法需要切除全部新能源場站，會造成較大的經濟損失。申請號為202011279547.1名稱為《一種帶有新能源的縱聯電站備自投裝置》進一步提出在每個電站均配套設置縱聯備自投裝置，以減少本地電站失壓后到遠方電站供電期間新能源電站離網時間，并在斷電期間使新能源電站帶一部分重要負荷，減少停電區域。但該方法致力于使新能源電站輸出功率與負荷功率達到匹配，當負荷較大是或者新能源輸出功率較大時，仍要切除部分負荷或者新能源場站以實現功率匹配。申請號201811123557.9名稱為《一種適用于分布式新能源電網的備用電源自投方法》提出主供線路斷開后，檢測進線電壓與母線殘壓的頻率差和電壓相角差大小，若相角差和頻率差不超過設定值時投入備用線路完成備自投。該方法雖然理論上實現了不切除新能源與負荷進行備自投，但在實際運行中，當孤島中新能源與負荷功率差額較大時，孤島側頻率與電壓相角變化快，幾乎不可能捕捉同期成功，最終仍需要切除全部新能源場站。鄭濤等作者的文章《適應于新能源接入的新型備自投方案》，提出在孤島運行后，當新能源發出功率大于負荷消耗功率時，備自投裝置采取先投入耗能電阻吸收盈余功率在進行備用線路投入的方法。該方法雖然實現了不切除新能源場站進行備自投，但當孤島處于負荷功率大于新能源發出功率時，該方法仍需要切除部分負荷以實現備自投。因此，需要提供一種備自投方法，能夠實現不切除任何新能源機組以及負荷的情況下完成備自投。

發明內容

本發明為了解決上述現有技術存在的不足之處，提供一種不切新能源機組與負荷的備自投方法，以期能夠實現完全不切除新能源機組與負荷的情況下快速，安全地完成備自投，同時達到限制合閘沖擊電流的目的。

為實現上述目的，本發明提供一種不切新能源機組與負荷的備自投裝置，其技術方案如下：

一種不切新能源機組與負荷的備自投裝置，其特征為：新能源通過出口斷路器BRK5連接到母線n，負荷1通過出口斷路器BRK6連接到母線n，母線n上裝設有電流互感器,母線n通過母連斷路器連接到母線m；當新能源機組正常運行下，電網通過主供線路與母線m相連，此時主供線路上的斷路器BRK1與BRK2均處于合閘狀態，母線m上裝設有電壓互感器與電流互感器，儲能裝置直接與母線m相連；電網通過備用線路與母線n相連，正常運行下，備用線路上的斷路器BRK3與BRK4處于分閘狀態。