CN104659809A - 一种分布式电源***防孤岛效应的并网智能开关保护方法及并网智能开关装置 - Google Patents

一种分布式电源***防孤岛效应的并网智能开关保护方法及并网智能开关装置 Download PDF

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Abstract

一种分布式电源***防孤岛效应的并网智能开关保护方法及并网智能开关装置，所述的分布式电源***通过逆变器转换成交流功率，再通过变压器转换成相应电压等级的电能，并通过并网开关并入配电网，所述的并网智能开关保护方法是：通过控制并网逆变器，给其输出功率、频率或相位等注入一定的扰动，同时检测逆变器的输出情况；当电网正常工作时,由于电网的平衡作用,扰动信号不足以改变并网逆变器的输出特性；当电网故障时，由于扰动信号的反馈作用，并网逆变器的输出特性就会快速累积并超出允许范围；如当向并网逆变器注入扰动信号检测到并网逆变器的输出电流、电压、功率超过允许范围，产生一信号，并马上触发并网开关的保护装置，使其跳闸。

Description

一种分布式电源***防孤岛效应的并网智能开关保护方法及并网智能开关装置
技术领域
本发明涉及的是一种分布式电源***防孤岛效应的并网智能开关方法及开关装置，属于电力***安全保护技术领域。
背景技术
现有技术中，当电网因故障或维修停电时，分布式发电***（风力发电、太阳能发电）未能及时检测出停电状态并将自身切离电网，而形成的自给供电孤岛。
孤岛一旦产生将会危及电网输电线路上维修人员和公众的安全；影响配电***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；单相分布式发电***会造成***三相负载欠相供电，因此对于一个分布式电源并网***必须能够进行反孤岛效应检测，并能及时切离电网。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种方法简单可靠，防范孤岛效应产生，改善并网供电效果，保障供电***安全的分布式电源***防孤岛效应的并网开关保护方法及并网开关装置。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，一种分布式电源***防孤岛效应的并网智能开关保护方法，所述的分布式电源***包括风能、太阳能输出的直流功率，通过逆变器转换成交流功率，再通过变压器转换成相应电压等级的电能，并通过并网开关并入配电网，所述的并网智能开关保护方法是：
通过控制并网逆变器，给其输出功率、频率或相位等注入一定的扰动，包括电流扰动法，即动态阻抗测量法，频率偏移、突变法，电压偏移法，同时检测逆变器的输出情况；当电网正常工作时,由于电网的平衡作用,扰动信号不足以改变并网逆变器的输出特性；当电网故障或者掉电时，由于扰动信号的反馈作用，并网逆变器的输出特性就会快速累积并且超出允许范围,从而实现了快速检测；如当向并网逆变器注入扰动信号检测到并网逆变器的的输出电流、电压、功率超过允许范围，产生一信号，并马上触发并网开关的保护装置，使其跳闸隔离电网；
在开关跳闸后，通过在配电网的母线上安装的电压互感器PT检查到电压在母线额定电压在其88%UN以上，通过触发信号给并网智能开关，使其合闸。
一种用于上述分布式电源***防孤岛效应的并网智能开关保护方法的并网智能开关装置，它包括一连接于分布式电源***、能将分布式电源***输出的直流功率转换成交流功率的逆变器，所述的逆变器连接一能将交流电压转换成相应电压等级电能的变压器，所述变压器后面通过一并网开关并接入配电网，所述的并网逆变器为一在其输出功率、频率或相位上注入一定扰动直流电流并输出一可变交流电流的逆变器，在并网逆变器的输出端串联有一设定电流值的检测电流表，所述检测电流表通过相接的二次回路连接于可以被二次回路的产生的电网故障或掉电信号触发而跳闸的并网开关；
在配电网的母线L上串联有一能检测到母线额定电压的电压互感器，该电压互感器上设定电压值为额定电压值的88%UN，并在该电压互感器PT上检查到电压在母线额定电压在其88%UN以上，便能够产生触发信号给相连的并网智能开关，使其合闸。
本发明所述的并网逆变器为一通过电源 向逆变器注入扰动直流电流 并输出交流电流的逆变器，通过逆变器后，在其后的检测电流表中得到电流值 ，当所得电流值超过设定值时，与检测电流表相连的二次回路产生触发信号传送到相连的并网开关，并由并网开关发生跳闸动作；
所述电压互感器在开关跳闸后，可通过检查到电压在母线额定电压在其88%UN以上后，触发信号给相连的并网智能开关，使其合闸。
本发明是对现有技术的一种改进，它具有方法简单可靠，防范孤岛效应产生，具备自动复位功能，能提高电网的可靠性，改善并网供电效果，保障供电***安全等特点。
附图说明
图1是本发明的结构组成原理图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作详细的介绍：一种分布式电源***防孤岛效应的并网智能开关保护方法，所述的分布式电源***包括风能、太阳能输出的直流功率，通过逆变器转换成交流功率，再通过变压器转换成相应电压等级的电能，并通过并网开关DK并入配电网，所述的并网智能开关保护方法是：
通过控制并网逆变器，给其输出功率、频率或相位等注入一定的扰动，包括电流扰动法，即动态阻抗测量法，频率偏移、突变法，电压偏移法，同时检测逆变器的输出情况；当电网正常工作时,由于电网的平衡作用,扰动信号不足以改变并网逆变器的输出特性；当电网故障或者掉电时，由于扰动信号的反馈作用，并网逆变器的输出特性就会快速累积并且超出允许范围,从而实现了快速检测；如当向并网逆变器注入扰动信号检测到并网逆变器的的输出电流、电压、功率超过允许范围，产生一信号，并马上触发并网开关DK的保护装置，使其跳闸隔离电网；
在开关跳闸后，通过在配电网的母线L上安装的电压互感器PT检查到电压在母线L额定电压在其88%UN以上，通过触发信号给并网智能开关DK，使其合闸。
一种用于上述分布式电源***防孤岛效应的并网智能开关保护方法的并网智能开关装置，它包括一连接于分布式电源***、能将分布式电源***输出的直流功率转换成交流功率的逆变器，所述的逆变器连接一能将交流电压转换成相应电压等级电能的变压器，所述变压器后面通过一并网开关并接入配电网，所述的并网逆变器为一在其输出功率、频率或相位上注入一定扰动直流电流并输出一可变交流电流的逆变器，在并网逆变器的输出端串联有一设定电流值的检测电流表，所述检测电流表通过相接的二次回路连接于可以被二次回路的产生的电网故障或掉电信号触发而跳闸的并网开关；
在配电网的母线L上串联有一能检测到母线L额定电压的电压互感器PT，该电压互感器PT上设定电压值为额定电压值的88%UN，并在该电压互感器PT上检查到电压在母线L额定电压在其88%UN以上，便能够产生触发信号给相连的并网智能开关DK，使其合闸。
本发明所述的并网逆变器为一通过电源 T1向逆变器注入扰动直流电流 I1并输出交流电流的逆变器，通过逆变器后，在其后的检测电流表中得到电流值 ，当所得电流值超过设定值时，与检测电流表相连的二次回路产生触发信号传送到相连的并网开关，并由并网开关发生跳闸动作；
所述电压互感器PT在开关跳闸后，可通过检查到电压在母线L额定电压在其88%UN以上后，触发信号给相连的并网智能开关DK，使其合闸。
    实施例：图1所示，本发明所述的分布式电源***，包括风能、太阳能输出的直流功率，通过逆变器转换成交流功率，再通过变压器转换成相应电压等级的电能，并入配电网，并网有专门的并网开关DK；为防止孤岛效益的产生，通过控制并网逆变器，给其输出功率、频率或相位等注入一定的扰动，如电流扰动法（动态阻抗测量法），频率偏移、突变法，电压偏移法，同时检测逆变器的输出情况。当电网正常工作时,由于电网的平衡作用,扰动信号不足以改变并网逆变器的输出特性；当电网故障或者掉电时，由于扰动信号的反馈作用，并网逆变器的输出特性就会快速累积并且超出允许范围,从而实现了快速检测；如当向并网逆变器注入扰动信号，检测到并网逆变器的的输出电流、电压、功率超过允许范围，产生一信号，并马上触发并网开关DK的保护装置，使其跳闸，使其隔离电网，提高电网安全性、可靠性。
如通过电源 T1向逆变器注入扰动直流电流 I1，通过逆变器后，输出的交流电流通过电流表得到I2 ，若设定值为20A，当I2超过20A时，通过二次回路产生一信号，传递给并网开关DK, 并马上触发并网开关DK的保护装置，使其跳闸，使其隔离电网，提高电网安全性、可靠性。
在开关跳闸后，若通过母线L上的电压互感器PT检查到电压在母线L额定电压在其88%UN以上，通过触发信号给DK，使其合闸，具备自动复位功能，提高电网的可靠性。

Claims (3)

1.一种分布式电源***防孤岛效应的并网智能开关保护方法，所述的分布式电源***包括风能、太阳能输出的直流功率，通过逆变器转换成交流功率，再通过变压器转换成相应电压等级的电能，并通过并网开关并入配电网，其特征在于并网智能开关保护方法是：
通过控制并网逆变器，给其输出功率、频率或相位等注入一定的扰动，包括电流扰动法，即动态阻抗测量法，频率偏移、突变法，电压偏移法，同时检测逆变器的输出情况；当电网正常工作时,由于电网的平衡作用,扰动信号不足以改变并网逆变器的输出特性；当电网故障或者掉电时，由于扰动信号的反馈作用，并网逆变器的输出特性就会快速累积并且超出允许范围,从而实现了快速检测；如当向并网逆变器注入扰动信号检测到并网逆变器的的输出电流、电压、功率超过允许范围，产生一信号，并马上触发并网开关的保护装置，使其跳闸隔离电网；
在开关跳闸后，通过在配电网的母线上安装的电压互感器PT检查到电压在母线额定电压在其88%UN以上，通过触发信号给并网智能开关，使其合闸。
2.一种用于权项1所述分布式电源***防孤岛效应的并网智能开关保护方法的并网智能开关装置，它包括一连接于分布式电源***、能将分布式电源***输出的直流功率转换成交流功率的逆变器，所述的逆变器连接一能将交流电压转换成相应电压等级电能的变压器，所述变压器后面通过一并网开关并接入配电网，其特征在于所述的并网逆变器为一在其输出功率、频率或相位上注入一定扰动直流电流并输出一可变交流电流的逆变器，在并网逆变器的输出端串联有一设定电流值的检测电流表，所述检测电流表通过相接的二次回路连接于可以被二次回路的产生的电网故障或掉电信号触发而跳闸的并网开关；
在配电网的母线上串联有一能检测到母线额定电压的电压互感器，该电压互感器上设定电压值为额定电压值的88%UN，并在该电压互感器上检查到电压在母线额定电压在其88%UN以上，便能够产生触发信号给相连的并网智能开关，使其合闸。
3.根据权利要求2所述的并网开关装置，其特征在于所述的并网逆变器为一通过电源 向逆变器注入扰动直流电流 并输出交流电流的逆变器，通过逆变器后，在其后的检测电流表中得到电流值 ，当所得电流值超过设定值时，与检测电流表相连的二次回路产生触发信号传送到相连的并网开关，并由并网开关发生跳闸动作；
所述电压互感器在开关跳闸后，可通过检查到电压在母线额定电压在其88%UN以上后，触发信号给相连的并网智能开关，使其合闸。
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