專利名稱：用于分布式能源的孤島檢測的安全自動控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于3G網(wǎng)絡(luò)的用于分布式能源的孤島檢測的安全自動控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
所謂孤島現(xiàn)象，是指分布式發(fā)電系統(tǒng)中，當(dāng)電網(wǎng)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(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)未能及時檢測出停電狀態(tài)從而將自身切離市電網(wǎng)絡(luò)，最終形成由分布式電站并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)和其相連負(fù)載組成的一個自給供電的孤島發(fā)電系統(tǒng)。孤島效應(yīng)的發(fā)生會給系統(tǒng)設(shè)備和相關(guān)人員帶來嚴(yán)重的安全隱患，包括(1)孤島效應(yīng)使電壓和頻率失去控制，孤島系統(tǒng)中的電壓和頻率將會發(fā)生較大的波動，從而對電網(wǎng)和用戶設(shè)備造成損壞；(2)孤島系統(tǒng)被重新接入電網(wǎng)時，由于重合閘時系統(tǒng)中的分布式發(fā)電裝置可能與電網(wǎng)不同步而使斷路器裝置受到損壞，并且可能產(chǎn)生很高的沖擊電流，從而損害孤島系統(tǒng)中的分布式發(fā)電裝置，甚至導(dǎo)致電網(wǎng)重新跳閘；(3)孤島效應(yīng)可能導(dǎo)致故障不能清除，從而導(dǎo)致電網(wǎng)設(shè)備的損害，并且干擾電網(wǎng)正常供電系統(tǒng)的自動或手動恢復(fù)；(4)孤島效應(yīng)使得一些被認(rèn)為已經(jīng)與所有電源斷開的線路帶電，這會給相關(guān)人員帶來電擊的危險。因此在分布式發(fā)電系統(tǒng)中，如果在公用電網(wǎng)側(cè)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(shè)備事故發(fā)生。分布式發(fā)電系統(tǒng)的孤島保護有兩種，基于通過監(jiān)控并網(wǎng)裝置采集到的本地電氣量和基于通信的反孤島保護?；谕ㄐ诺墓聧u保護分為聯(lián)鎖跳閘孤島保護和載波孤島保護等。傳統(tǒng)的聯(lián)鎖跳閘孤島保護接線復(fù)雜，需要連接大量的控制電纜?；诒镜販y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(qū)，而主動式孤島保護需要對系統(tǒng)加入擾動信號，而且只能在分布式電源側(cè)安裝。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)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(tǒng)。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的提供的安全自動控制系統(tǒng)，包括
裝設(shè)在分布式電源側(cè)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(biāo)，將同步測量頻率數(shù)據(jù)通過3G網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到公用電網(wǎng)側(cè)；
裝設(shè)在公用電網(wǎng)側(cè)的控制終端，用于對公用電網(wǎng)進行同步測量頻率，并打上時標(biāo)，同時所述接收分布式電源側(cè)上送的同步測量頻率數(shù)據(jù)；
裝設(shè)在公用電網(wǎng)側(cè)的控制終端根據(jù)時標(biāo)，計算公用電網(wǎng)側(cè)和分布式電源側(cè)的頻差，如果該頻差超過一設(shè)定動作值(該設(shè)定動作值一般為±0i5ifc,具體數(shù)值參考國家電網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/GDW617-2011 :光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定)，經(jīng)過給定的延時(一般小于160毫 秒)后向分布式電源側(cè)發(fā)出跳閘命令；如果所述頻差超出一設(shè)定啟動值(一般為O. 1Hz，該設(shè)定啟動值要求大于終端采集精度)，但未超過所述設(shè)定動作值，則采用如下公式(I)計算頻差能量積分值Kdf :K4 = ][)f*d!…⑴
η,
式中，Df :公網(wǎng)側(cè)和分布式電源側(cè)的頻差；
若Kdf超過一頻差能量積分設(shè)定值，則向分布式電源側(cè)發(fā)出跳閘命令。裝設(shè)在分布式電源側(cè)的控制終端，在接收到公用電網(wǎng)側(cè)的跳閘命令后，跳開并網(wǎng)斷路器，消除孤島運行狀態(tài)。所述安全自動控制系統(tǒng)的工作方法，包括
裝設(shè)在分布式電源側(cè)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(biāo)，將同步測量頻率數(shù)據(jù)通過3G網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到公用電網(wǎng)側(cè)；
裝設(shè)在公用電網(wǎng)側(cè)的控制終端，用于對公用電網(wǎng)進行同步測量頻率，并打上時標(biāo)，同時所述接收分布式電源側(cè)上送的同步測量頻率數(shù)據(jù)；
裝設(shè)在公用電網(wǎng)側(cè)的控制終端根據(jù)時標(biāo)，計算公用電網(wǎng)側(cè)和分布式電源側(cè)的頻差，如果該頻差超過一設(shè)定動作值(該設(shè)定動作值一般為±0.5i￡r,具體數(shù)值參考國家電網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/GDW617-2011 :光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定)，則在150毫秒延時后向分布式電源側(cè)發(fā)出跳閘命令；如果所述頻差超出一設(shè)定啟動值(一般為O. 1Hz，該設(shè)定啟動值要求大于終端采集精度)，但未超過所述設(shè)定動作值，則采用如下公式(I)計算頻差能量積分值Kdf
Kdf =Jd/* ... (O
式中，Df :公網(wǎng)側(cè)和分布式電源側(cè)的頻差；
若Kdf超過一頻差能量積分設(shè)定值，則向分布式電源側(cè)發(fā)出跳閘命令。裝設(shè)在分布式電源側(cè)的控制終端，在接收到公用電網(wǎng)側(cè)的跳閘命令后，跳開并網(wǎng)斷路器，消除孤島運行狀態(tài)。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的方案具有的技術(shù)效果(1)本發(fā)明通過采集公用電網(wǎng)側(cè)的頻率和分布式電源側(cè)的頻率，方法簡單可靠，接線方式簡單，便于工程實施，實現(xiàn)從并網(wǎng)斷路器到公用電網(wǎng)側(cè)母線范圍內(nèi)孤島的檢測。當(dāng)頻差超出設(shè)定啟動值、未超過設(shè)定動作值時，采用頻差能量積分法判別，有效的減少了檢測盲區(qū)，有效的保障了分布式能源的孤島檢測率，擴大了孤島檢測范圍，提高了電網(wǎng)運行安全性。(2)本發(fā)明的用于分布式能源的孤島檢測系統(tǒng)包括分布式電源側(cè)的、變電站側(cè)的基于3G網(wǎng)絡(luò)的同步測量及控制終端。變電站側(cè)的終端和分布式電源側(cè)的終端由全局時鐘同步系統(tǒng)統(tǒng)一節(jié)拍，進行異地高速同步采樣，采集電氣量計算頻率、形成帶絕對時標(biāo)的頻率數(shù)據(jù)，分布式電源側(cè)將帶絕對時標(biāo)的動態(tài)頻率數(shù)據(jù)通過3G無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到變電站側(cè)終端。變電站終端根據(jù)分布式電源側(cè)和變電站側(cè)頻率數(shù)據(jù)，采用頻差能量積分原理判別分布式電源運行狀態(tài)，通過3G網(wǎng)絡(luò)對分布式電源側(cè)終端發(fā)出相應(yīng)命令，解決分布式電源并網(wǎng)衍生的孤島問題。
圖I為本發(fā)明實施例的孤島檢測流程示意 圖中Df :為公網(wǎng)側(cè)終端計算公網(wǎng)側(cè)與分布式電源側(cè)頻率差；FSyS :為公網(wǎng)側(cè)終端計算公網(wǎng)頻率；Fdg :分布式電源側(cè)頻率；Fsetl :設(shè)定動作值，Tsetl給定延時；Kdf :頻差能量積分值，Kset2頻差能量給定值；
圖2為本發(fā)明的分布式電源接入系統(tǒng)安全自動控制系統(tǒng)及其終端設(shè)備布置圖。
具體實施例方式本實施例的安全自動控制系統(tǒng)，包括
裝設(shè)在分布式電源側(cè)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(biāo)，將同步測量頻率數(shù)據(jù)通過3G網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到公用電網(wǎng)側(cè)；
裝設(shè)在公用電網(wǎng)側(cè)的控制終端，用于對公用電網(wǎng)進行同步測量頻率，并打上時標(biāo)，同時所述接收分布式電源側(cè)上送的同步測量頻率數(shù)據(jù)； 裝設(shè)在公用電網(wǎng)側(cè)的控制終端根據(jù)時標(biāo)，計算公用電網(wǎng)側(cè)和分布式電源側(cè)的頻差，如果該頻差超過一設(shè)定動作值(該設(shè)定動作值一般為±0.5 ,具體數(shù)值還可參考國家電網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/GDW617-2011 :光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定)，經(jīng)過給定的延時(一般小于160毫秒)后向分布式電源側(cè)發(fā)出跳閘命令；如果所述頻差超出一設(shè)定啟動值(一般為O. 1Hz，該設(shè)定啟動值要求大于終端采集精度)，但未超過所述設(shè)定動作值，則采用如下公式(I)計算頻差能量積分值Kdf :
權(quán)利要求
1.一種用于分布式能源的孤島檢測的安全自動控制系統(tǒng)，其特征在于包括 裝設(shè)在分布式電源側(cè)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(biāo)，將同步測量頻率數(shù)據(jù)通過3G網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到公用電網(wǎng)側(cè)； 裝設(shè)在公用電網(wǎng)側(cè)的控制終端，用于對公用電網(wǎng)進行同步測量頻率，并打上時標(biāo)，同時所述接收分布式電源側(cè)上送的同步測量頻率數(shù)據(jù)； 裝設(shè)在公用電網(wǎng)側(cè)的控 制終端根據(jù)時標(biāo)，計算公用電網(wǎng)側(cè)和分布式電源側(cè)的頻差，如果該頻差超過一設(shè)定動作值，經(jīng)過給定的延時后向分布式電源側(cè)發(fā)出跳閘命令；如果所述頻差超出一設(shè)定啟動值，但未超過所述設(shè)定動作值，則采用如下公式(I)計算頻差能量積分值 Kdf : K4... (O 式中，Df :公網(wǎng)側(cè)和分布式電源側(cè)的頻差； 若Kdf超過一頻差能量積分設(shè)定值，則向分布式電源側(cè)發(fā)出跳閘命令； 裝設(shè)在分布式電源側(cè)的控制終端，在接收到公用電網(wǎng)側(cè)的跳閘命令后，跳開并網(wǎng)斷路器，消除孤島運行狀態(tài)。
2.一種用于分布式能源的孤島檢測的安全自動控制系統(tǒng)的工作方法，其特征在于包括 裝設(shè)在分布式電源側(cè)的控制終端對該分布式電源進行同步測量頻率，并打上時標(biāo)，將同步測量頻率數(shù)據(jù)通過3G網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到公用電網(wǎng)側(cè)； 裝設(shè)在公用電網(wǎng)側(cè)的控制終端對公用電網(wǎng)進行同步測量頻率，并打上時標(biāo)，同時所述接收分布式電源側(cè)上送的同步測量頻率數(shù)據(jù)； 裝設(shè)在公用電網(wǎng)側(cè)的控制終端根據(jù)時標(biāo)，計算公用電網(wǎng)側(cè)和分布式電源側(cè)的頻差，如果該頻差超過一設(shè)定動作值，則在150毫秒延時后向分布式電源側(cè)發(fā)出跳閘命令；如果所述頻差超出一設(shè)定啟動值，但未超過所述設(shè)定動作值，則采用如下公式(I)計算頻差能量積分值Kdf Kif =Inf^di …⑴ 式中，Df :公網(wǎng)側(cè)和分布式電源側(cè)的頻差； 若Kdf超過一頻差能量積分設(shè)定值，則向分布式電源側(cè)發(fā)出跳閘命令； 裝設(shè)在分布式電源側(cè)的控制終端，在接收到公用電網(wǎng)側(cè)的跳閘命令后，跳開并網(wǎng)斷路器，消除孤島運行狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于分布式能源的孤島檢測的安全自動控制系統(tǒng)，其包括裝設(shè)在分布式電源側(cè)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(biāo)，將同步測量頻率數(shù)據(jù)通過3G網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到公用電網(wǎng)側(cè)；裝設(shè)在公用電網(wǎng)側(cè)的控制終端，用于對公用電網(wǎng)進行同步測量頻率，并打上時標(biāo)，同時所述接收分布式電源側(cè)上送的同步測量頻率數(shù)據(jù)；裝設(shè)在公用電網(wǎng)側(cè)的控制終端根據(jù)時標(biāo)，計算公用電網(wǎng)側(cè)和分布式電源側(cè)的頻差，如果該頻差超過一設(shè)定動作值，經(jīng)過給定的延時后向分布式電源側(cè)發(fā)出跳閘命令；如果所述頻差超出一設(shè)定啟動值，但未超過所述設(shè)定動作值，則計算頻差能量積分值Kdf；若Kdf超過一頻差能量積分設(shè)定值，則向分布式電源側(cè)發(fā)出跳閘命令。
文檔編號H02J13/00GK102969794SQ201210515888
公開日2013年3月13日 申請日期2012年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月5日
發(fā)明者曹良, 何曉明, 羅皎虹, 奚漢江, 王強強 申請人:江蘇省電力公司常州供電公司, 江蘇省電力公司, 國家電網(wǎng)公司