[发明专利]一种光伏站域防孤岛效应的保护系统及检测方法有效

专利信息
申请号: 201811044437.X 申请日: 2018-09-07
公开(公告)号: CN108879790B 公开(公告)日: 2021-08-27
发明(设计)人: 丁晓兵;余江;张弛;李正红;陈宏山;李捷;徐光福;魏承志;李岩;陈俊;华秀娟 申请(专利权)人: 中国南方电网有限责任公司;南方电网科学研究院有限责任公司;南京南瑞继保电气有限公司
主分类号: H02J3/38 分类号: H02J3/38;G01R31/08
代理公司: 南京经纬专利商标代理有限公司 32200 代理人: 葛潇敏
地址: 510623 广东*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 一种 光伏站域防 孤岛 效应 保护 系统 检测 方法
【说明书】:

发明公开一种光伏站域防孤岛效应的保护系统,在光电电源线路中加装功率方向继电器,采集单元采集功率方向继电器的信号并传输给分析单元;分析单元判断信号组合与满足孤岛效应情况下的信号组合是否一致,若一致则向控制单元发出跳闸指令,控制单元断开光伏系统与电网公共连接点处的断路器。本发明还公开一种光伏站域防孤岛效应的检测方法,首先得到流过功率方向继电器的实时功率方向;然后对比功率方向继电器实时输出信号的组合与发生孤岛效应时功率方向继电器输出信号的组合,判断发生孤岛效应时,断开公共连接点处的断路器。此种技术方案采集加装功率方向继电器输出信号,根据其排列组合判断是否发生孤岛效应,达到防孤岛保护的目的。

技术领域

本发明属于分布式发电技术领域,特别涉及一种光伏站域孤岛效应的保护系统及检测方法。

背景技术

随着新能源的开发与利用,分布式新能源发电尤其是分布式光伏发电等被越来越广泛地应用。在分布式发电系统中,孤岛效应是不可忽视的一个重点问题。所谓孤岛效应,即指当电网因发生故障或维修而跳脱时,分布式发电系统与本地负载形成一个电网无法掌握的、封闭的自给供电孤岛。当形成孤岛现象时,会带来很多危害,如危及电网输电线路上维修人员的安全;影响配电系统上的保护开关的动作程序,冲击电网保护装置;影响传输电能质量,电力孤岛区域的供电电压与频率将不稳定;当电网供电恢复后会造成的相位不同步等等。因此,分布式发电系统的防孤岛保护很重要。

根据国内外目前研究情况,孤岛效应检测方法一般分为本地检测法和基于远程通信法。本地检测法即逆变器端检测法,主要通过并网逆变器来检测是否发生孤岛效应,它又可以分为被动法和主动法。被动法主要是实时监测公共连接点处的电压、频率和相位的变化来判断是否发生孤岛效应,常用的被动法有3次电压谐波变动、电压相位跳动、频率变化等等。主动法主要依据是并网逆变器输出的电流公式I=Im sin(2πft+θ),通过对幅值Im、频率f和初始相位θ三个变量施加小扰动,使得并网逆变器的输出电压、频率或功率产生周期性扰动。系统正常运行时,因为电网作用检测不到这些扰动,一旦电网跳脱,这些扰动将会触发孤岛效应的保护电路。常见的主动法主要有有功/无功功率的变动、频率偏移、电流脉冲注入引起的阻抗变动等等。远程通信法是电网端的检测法,主要是通过监测相关断路器的开断状态,来判读是否发生孤岛效应,常见的远程通信法有电力载波通信方式、传输断路器跳闸等等。传统孤岛效应检测法都存在一些不足,被动法存在检测盲区,主动法因向电网施加扰动信号会导致电能质量的下降。

发明内容

本发明的目的,在于提供一种光伏站域防孤岛效应的保护系统及检测方法,采集加装功率方向继电器输出信号,根据其排列组合判断是否发生孤岛效应,达到防孤岛保护的目的。

为了达成上述目的,本发明的解决方案是:

一种光伏站域防孤岛效应的保护系统,包括:

采集单元,采集加装功率方向继电器的信号,并将采集得到的信号传输给分析单元,并定义功率方向;所述功率方向继电器安装在光伏电源所在馈线上游的每段线路(即从配电网到光伏电源的每段线路)的首末两端;

分析单元,根据采集单元传输的功率方向继电器的信号,判断其信号组合与满足孤岛效应情况下的信号组合是否一致,若一致则向控制单元发出跳闸指令;以及,

控制单元,如果收到跳闸指令,则断开光伏系统与电网公共连接点处的断路器。

上述功率方向继电器包括电压形成回路、第一整流滤波电路、第二整流滤波电路、比较回路、跳闸开关和保持电路,其中,电压形成回路的输入端连接在光伏电源所在馈线上游的每段线路首端或末端,电压形成回路的输出端分别连接第一、第二整流滤波电路的输入端,而第一、第二整流滤波电路的输出端连接比较回路的输入端,比较回路的输出端经跳闸开关连接保持电路的一端,保持电路的另一端连接采集单元,所述比较回路与采集单元还直接连接。

一种光伏站域防孤岛效应的检测方法,包括如下步骤:

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