CN114421442A - 一种智能并网开关及电网保护装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电气设备技术领域，提供了一种智能并网开关及电网保护装置。其中，智能并网开关包括量测单元，其用于量测相应支路的电压和电流的幅值、频率、相位和谐波含量；电能质量监测单元，其用于从所述量测单元中获取电压和电流的谐波含量，以评估电能质量；协议交互单元，其用于接收上级管控设备下发的保护设置指令，以配置保护单元的相关参数；将量测单元所量测的信息及电能质量监测单元所评估的电能质量信息上传至上级管控设备；保护单元，其内部集成有过载保护模块、短路保护模块和孤岛保护模块；执行机构，其用于接收保护单元下发的指令，执行相应保护动作。
Description
技术领域
本发明属于电气设备技术领域，尤其涉及一种智能并网开关及电网保护装置。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能在规定的时间内关合、承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。在并网***中，断路器一般用于相应支路的过流、过载及短路保护。其中，并网***(on-grid system)指的是并入电网的发电***，发出的电力可能自用，多余的供应电网中其他用户。并网***一般用于城市或其他人口密集区，电力输送成本较低。只要附近有110KV的变电站或者高压线即可完成。并网***一般配置有专用的防孤岛设备做出的主动与被动的防孤岛的方法，或者依托于逆变器本身的孤岛保护。
以光伏并网***为例，光伏发电并网过程中，以下几点因素会影响电能质量问题：(1)对公用电网的***电压有影响：光伏发电装置的输出功率随日照、天气、季节、温度等自然因素而变化，输出功率不稳定，特别是输出功率变化较大时，会对***接入点造成电压波动和闪变。(2)产生谐波：光伏发电***通过光伏组件将太阳能转化为直流电能，再通过逆变器转为交流电能，在转换过程中，会产生大量谐波。所以在并网时要对谐波进行实时监测，如果超出国家的标准，需采取加装滤波装置等相应措施。(3)无功功率的影响：光伏发电的功率因素较高，一般都在0.98左右，基本上是有功输出，为满足无功补偿分层分区和平衡的原则，光伏发电站应配置相应的无功补偿装置，以满足电网对无功的需求。(4)光伏发电通过电力电子逆变器并网，易造成三相电流不平衡。(5)当光伏发电***线路上发生故障时，容易影响电网继电保护以及重合闸动作。
发明人发现，现有的断路器仅仅具有过载及短路等传统功能，无法有效地解决并网发电储能***的孤岛问题，而且针对电网质量也无法实时进行监测，降低了并网***的稳定安全运行的效率。
发明内容
为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种智能并网开关及电网保护装置，其能够解决并网发电储能***的孤岛问题，保障并网***的稳定安全运行。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一个方面提供了一种智能并网开关，其包括：
量测单元，其用于量测相应支路的电压和电流的幅值、频率、相位和谐波含量；
电能质量监测单元，其用于从所述量测单元中获取电压和电流的谐波含量，以评估电能质量；
协议交互单元，其用于接收上级管控设备下发的保护设置指令，以配置保护单元的相关参数；将量测单元所量测的信息及电能质量监测单元所评估的电能质量信息上传至上级管控设备；
保护单元，其内部集成有过载保护模块、短路保护模块和孤岛保护模块；
执行机构，其用于接收保护单元下发的指令，执行相应保护动作。
作为一种实施方式，所述孤岛保护模块包括：
本地模型构建子模块，用于实时获取母线侧电压的幅值、频率、相位和谐波含量，分别建立台区处于非孤岛***时上述各参数的本地模型；
异常判断子模块，用于基于实时获取母线侧电压的幅值、频率、相位和谐波含量数据及相对应的本地模型，判断参数异常情况并上报至母线并网开关，以使得母线并网开关根据上报异常数据的数量控制相应执行机构进行跳闸动作或进行二次检测。
作为一种实施方式，在所述异常判断子模块中，参数异常情况包括：
一个电压幅值/频率代入其本地模型出现的概率为0；
设定区间的电压幅值/频率出现的概率密度大于设定的正常值；
电压相位突变值/谐波畸变率大于设定的阈值。
作为一种实施方式，在所述本地模型中，在构建子模块分别建立台区处于非孤岛***时上述各参数的本地模型的过程中：
电压幅值的本地模型为一阶高斯函数，函数的标准差为根据智能并网开关实时采集的设定时间内电压幅值的摆动统计得到的电压幅值的最大值。
作为一种实施方式，在所述本地模型中，在构建子模块分别建立台区处于非孤岛***时上述各参数的本地模型的过程中：
电压频率的本地模型为一阶高斯函数，函数的标准差为根据智能并网开关实时采集的设定时间内电压频率的摆动统计出来的电压频率的最大值。
作为一种实施方式，在所述本地模型中，在构建子模块分别建立台区处于非孤岛***时上述各参数的本地模型的过程中：
电压相位的本地模型为一个以时间T为间隔，相位角
的差值函数；其中，
是T1时间采集得到的，
是T2时间采集得到的；根据时间间隔T计算出标准的电压相位角变化
根据
计算出电压相位突变值。
作为一种实施方式，在所述本地模型中，在构建子模块分别建立台区处于非孤岛***时上述各参数的本地模型的过程中：
电压谐波的本地模型将各次谐波含量的数据与标准的各次谐波数含量据做比较，得到电压波形畸变率。
作为一种实施方式，在所述电能质量监测单元中，基于小波变换与FFT相结合方法分析电压和电流的谐波含量，以评估电能质量。
作为一种实施方式，在所述过载保护模块中，采用三段式过载保护特性，即短路瞬动、短路短延时及过载长延时保护。
本发明的第二个方面提供了一种电网保护装置，其包括如上述所述的智能并网开关。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)创新性研发了一种智能并网开关，其将量测单元、电能质量监测单元、协议交互单元、保护单元和执行机构集成于一体，而且保护单元内部集成了有过载保护模块、短路保护模块和孤岛保护模块，解决了并网发电储能***的孤岛问题且实时监测电网电能质量，实现了过载保护、短路保护和孤岛保护功能，保障了并网***的稳定安全运行。
(2)创新性研发了一种电网保护装置，其包括智能并网开关，该智能并网开关将量测单元、电能质量监测单元、协议交互单元、保护单元和执行机构集成于一体，而且保护单元内部集成了有过载保护模块、短路保护模块和孤岛保护模块，提高了电网保护性能，保障了并网***的稳定安全运行。
本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明实施例的智能并网开关结构示意图；
图2是本发明实施例的智能并网开关与母线并网开关通信示意图；
图3是本发明实施例的智能并网开关中的孤岛保护模块结构示意图；
图4(a)是本发明实施例提供的不含噪声但存在间断点的原始信号；
图4(b)是图4(a)中原始信号的小尺度层次d3信号；
图4(c)是图4(a)中原始信号的小尺度层次d2信号；
图4(d)是图4(a)中原始信号的小尺度层次d1信号；
图5(a)是本发明实施例的db10(Daubechies 10)小波和db4小波的低通滤波器的频率响应图；
图5(b)是本发明实施例的db10(Daubechies 10)小波和db4小波的高通滤波器的频率响应图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
实施例一
参照图1，本实施例提供了一种智能并网开关，其包括量测单元、电能质量监测单元、协议交互单元、保护单元和执行机构。
其中：
(1)量测单元
在具体实施中，量测单元用于量测相应支路的电压和电流的幅值、频率、相位和谐波含量。
其中，量测单元可采用现有的电压和电流采集电路来实现，此处不再详述。
通过量测单元获取上述数据，能够为全台区电力供应与负荷响应提供数据支撑。
(2)电能质量监测单元
在具体实施中，电能质量监测单元用于从所述量测单元中获取电压和电流的谐波含量，以评估电能质量。
要改善电能质量，首先要对电能质量进行正确的检测、分析、计算，现在主要采用基于傅里叶变换、短时傅里叶变换和小波变换的方法。傅里叶变换信号分析方法有很好的频率分辨率，是分析信号的重要工具，但由于傅里叶变换是对整个时间段的积分，整个时间轴定义的信号对每一个频率分量都有贡献，无法给出某段时间内信号的频谱分布情况，也无法确定振幅和频率冲击性变化点的位置及冲击性变化持续的时间，时间分辨率几乎为0。
小波变换方法具有很好的时频局部化特点，它的时频窗口大小将随着分析频率的变化而变化，它通过采用不同的分析尺度，可以聚焦到信号的细节，特别适合于对电能质量中电压幅值或频率随时间冲击性变化的畸变波形的分析。但它对电能质量信号做频谱分析时，不可避免的产生频带重叠的现象，无法准确的确定信号所包含的真实频率及信号能量的分布情况。基于FFT和小波变换各自的优缺点，本实施例提出将两者结合起来对电能质量问题中的信号进行分析的方法。
在本实施例中，在所述电能质量监测单元中，基于小波变换与FFT相结合方法分析电压和电流的谐波含量，以评估电能质量。
小波变换的基本原理如下：
设
为一个母小波，对于任一信号f(t)连续小波变换定义为：
式中：a>0为时间伸缩因子，τ为时间评议因子，<>表示内积，上标*表示去共轭。
根据卷积定理，(1)式可写成频域形式：
其中，
为
的傅里叶变换。
小波变换可看成是信号通过不同尺度滤波器后的输出。
当使用计算机实现小波变换时，必须将尺度参数α和平移参数τ进行离散化，通常进行二进离散而得到的小波级数。
应用小波变换检测电压幅度冲击性变化的时刻：
通常信号间断性分两种情况：第一种类型的间断点是信号的幅值发生间断，第二种类型的间断点是信号没有间断，但其一阶微分有间断产生。
小波变换对这两类间断点都非常敏感，可以通过模极大值理论测间断点的位置，小波变换系数的局部模极大值点对应于信号的间断点，通过对模极大值点的时刻的检测来定位信号的间断点，而通过两个局部模极大值点之间的长度测得该变化所持续的时间。
在信号处理中，信号中一般含有高频噪声，其存在影响了信号间断点的辨别，因此必须进行消噪处理。通常是先对信号进行小波分解，则噪声包含在小尺度层中，对这些小尺度层中的小波系数进行处理，然后对信号进行重构即可达到消噪的目的，不含噪声但存在间断点的信号及其小波变换如图4(a)-图4(d)所示。
在信号的小波分解中，小尺度层次d1和d2的模极大值点将信号的间断点表现的相当清楚，小波变换对信号的间断点的时域定位非常准确，这说明小波变换在检测信号间断点方面的强大功能，为了检测出信号的间断点，所选的小波应具有正则性，上述信号间断点时刻的检测如改用db1小波，其对间断点的定位效果将更好。
小波变换与FFT相结合的信号分析：
在理论上，离散正交小波变换可以通过频率轴按二进制频带离散化将信号的各频率分量予以分离。但实际存在的正交小波的频谱并不是矩形波，导致其低通滤波器和高通滤波器的频率响应也不是矩形波。如图5(a)和图5(b)所示，db10(Daubechies 10)小波和db4小波的低通滤波器和高通滤波器的频率响应图。
对于理想的二通道正交滤波器组，其低、高通滤波器的截止频率应为0.5(相当于π/2)，但从图5(a)和图5(b)可看到它们的频带都大大扩展了，这样必然导致高、低通滤波器的频带响应重叠。由于频带重叠，使得信号的某些频率成分将会在小波变换的相邻尺度下重复出现，并且由于各滤波器频率响应中过度带及阻带纹波的影响。通过混迭效应将产生虚假频率分量，从而无法从小波变换的结果中检测原始信号到底有哪些频率成分，以致频谱分析存在较大失真，进一步仿真研究可见信号在db10小波下的分解效果比db4要好，缓解了频带重叠问题。因为从图5(a)和图5(b)可看出，db10小波的低、高通滤波器比db4小波的能量要集中，衰减要快，更接近于理想的滤波器，因此选取频窗能量集中、衰减块的频域紧支集小波将提高分解的频率分辨率，缓解频带重叠和减小虚假频率出现的可能性。
傅里叶变换是对信号进行频谱分析的强有力的工具，具有最好的频率分辨率，而小波变换对信号的间断点非常敏感，可以先将信号进行小波变换，找到间断点，以这些点为界将信号分段，再对每段进行FFT，即将FFT和小波变换结合起来，取长补短，进行电能质量分析，具体步骤如下：
取db2或db3小波对信号进行小波变换，检测间断点，并按间断点分段；
对每段进行加窗，以减小边缘效应；
对每段进行FFT，求其频谱。
(3)协议交互单元
协议交互单元，其用于接收上级管控设备下发的保护设置指令，以配置保护单元的相关参数；将量测单元所量测的信息及电能质量监测单元所评估的电能质量信息上传至上级管控设备。
其中，协议交互单元内具有统一的通讯接口，对上级管控设备提供统一的载波通讯方式，接入能源控制器、融合终端设备等上级管控设备，简化了上级管控设备的接入接口和接入方式。协议交互单元内具有统一的通讯规约，可将不同的设备通讯规约转换为统一的国标PL698协议。
其中，上级管控设置根据当前电网的实际运行情况，动态地设定光伏逆变器相关的保护参数，如：在负荷较大时，设置光伏设备满负荷发电；在电网电压较高、电网频率较高或者电网负荷较低的情况下，调低光伏设备的发电功率，减少设备的发电量。协议交换网关分析控制和保护设置指令，如果光伏逆变器支持设定的控制或保护参数，则由光伏逆变器设备执行控制或保护功能；如果设备类型配置标明光伏逆变器不支持该参数，或者参数配置命令返回数据中表示设置不成功，则判定光伏逆变器不支持设置该控制或保护功能，这时通过设定光伏断路器的控制和保护功能，为逆变器设备提供辅桩的保护功能。
(4)保护单元
保护单元，其内部集成有过载保护模块、短路保护模块和孤岛保护模块。
在具体实施中，在所述过载保护模块中，采用三段式过载保护特性，即短路瞬动、短路短延时及过载长延时保护。
过载保护不仅要判断过载电流的大小、而且要根据不同的过载情况分别进行时间积分运算或反时限能量积分运算。只有在短路瞬动保护中无需进行上述积分运算。
具体的过载保护算法描述如下：首先将计算在设定参数的条件下，达到跳闸阈值的过载能量与过载时间的积分值；然后根据实际过载电流的大小进行相应区间的积分运算，一旦积分值达到阈值，即满足跳闸条件执行跳闸操作。该算法中，按照从大到小的顺序判度过载电流属于哪个区间，并进行相应的操作。短路瞬动不是对能量进行积分运算，而是事先计算出短路瞬动保护电流的阈值，然后在进行电流采样时与该阈值进行比较，一旦达到该阈值即可判断为短路。过载电流越大，达到阈值的采样点数越少，从而跳闸时间越短。可以有效避免因为干扰使得某次采样值过大而造成误跳闸。
本智能并网开关提供过载短路保护，且所有保护功能的整定值均支持远方和本地配置，保护的动作方式为脱扣或者报警。
其中：
(1)过电流长延时保护：电流整定值Ir1，过载延时时间设定值t1；
保护动作时间曲线符合公式t＝(6Ir1)2*t1/I2；
t：动作时间，t1过载长延时动作时间整定值；
I：实际运行电流，Ir1过载长延时动作电流整定值；
在当前运行电流大于整定电流值的前提下，持续时间t则脱扣或报警。
(2)过电流短延时保护：电流整定值Ir2，过载延时时间设定值t2；
保护动作时间曲线符合公式t＝(8Ir1)2*t2/I2；
t：动作时间，t2过载长延时动作时间整定值；
I：实际运行电流，Ir1过载长延时动作电流整定值；
在当前运行电流大于整定电流值的前提下，持续时间t则脱扣或报警。
(3)过电压保护：过电压保护动作满足三相电压值大于1.1倍的过电压保护电压整定值Uov,延时Tuov切断并网点，并且上报。
(4)欠电压保护：欠电压保护动作满足三相电压值大于断相保护电压整定值Ud且小于0.9倍的欠电压保护电压整定值Uuv,延时Tuv切断并网点，并且上报。
(5)被动式孤岛保护：通过检测逆变器输出端即公共点电压的幅值、频率、相位和谐波含量等来探测***是否处于孤岛状态，主要包括过/欠压保护、过/欠频保护、相位突变检测、谐波检测等。如果100毫秒内电压幅值摆动范围超过20V或者摆动超过[187V,234.5V]范围，判定孤岛；100毫秒内电压频率摆动范围超过0.2Hz或摆动超过[19.5Hz-50.2Hz]范围，判定孤岛。判据以电压频率摆动为主，电压幅值摆动为辅，当电压频率摆动判据成立时，2秒内切断并网，并且上报。
在图2中，以光伏并网***为例：
在一个变压器台区内会有一个母线并网开关，母线并网开关位于变压器侧。当母线开关闭合时，主电网的电能经过母线开关向台区内的负荷供电。
在一个变压器台区内会有N个智能并网开关，智能并网开关位于光伏储能侧。当智能并网开关闭合时，主电网与光伏储能***共同向台区内的负荷供电。
当主电网***断电或者母线开关断开时，而智能并网开关1个或N个闭合时，就会形成光伏储能***向台区内负荷供电的情况，形成一个不受控制的孤岛***，若长时间运行，孤岛***内的供电电压和频率都会产生严重的偏离，对台区内的储能设备和负荷用电设备造成严重的损坏。
母线并网开关与智能并网开关通过HPLC互联互通，HPLC是电力***特有的通信方式，利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。最大特点是不需要重新架设网络，只要有电线，就能进行数据传递。
如图3所示，所述孤岛保护模块包括：
本地模型构建子模块，用于实时获取母线侧电压的幅值、频率、相位和谐波含量，分别建立台区处于非孤岛***时上述各参数的本地模型；
异常判断子模块，用于基于实时获取母线侧电压的幅值、频率、相位和谐波含量数据及相对应的本地模型，判断参数异常情况并上报至母线并网开关，以使得母线并网开关根据上报异常数据的数量控制相应执行机构进行跳闸动作或进行二次检测。
其中，在所述本地模型中，在构建子模块分别建立台区处于非孤岛***时上述各参数的本地模型的过程中：
电压幅值的本地模型为一阶高斯函数，函数的标准差为根据智能并网开关实时采集的设定时间内电压幅值的摆动统计得到的电压幅值的最大值。
例如：电压幅值的本地模型为建立一个以期望值μ＝220，标准差σ＝m的一阶高斯函数
m值是根据并网开关实时采集的一定时间内电压幅值的摆动统计出来最大值。根据此函数可以计算出一个电压幅值点出现的概率，也可以统计出一段电压幅值范围出现的概率值。
作为一种实施方式，在所述本地模型中，在构建子模块分别建立台区处于非孤岛***时上述各参数的本地模型的过程中：
电压频率的本地模型为一阶高斯函数，函数的标准差为根据智能并网开关实时采集的设定时间内电压频率的摆动统计出来的电压频率的最大值。
例如：
电压频率的本地模型为建立一个以期望值μ＝50，标准差σ＝n的一阶高斯函数
n值是根据并网开关实时采集的一定时间内电压频率的摆动统计出来最大值。根据此函数可以计算出一个频率点出现的概率，也可以统计出一段电压频率范围出现的概率值。
作为一种实施方式，在所述本地模型中，在构建子模块分别建立台区处于非孤岛***时上述各参数的本地模型的过程中：
电压相位的本地模型为一个以时间T为间隔，相位角
的差值函数；其中，
是T1时间采集得到的，
是T2时间采集得到的；根据时间间隔T计算出标准的电压相位角变化
根据
计算出电压相位突变值。
作为一种实施方式，在所述本地模型中，在构建子模块分别建立台区处于非孤岛***时上述各参数的本地模型的过程中：
电压谐波的本地模型将各次谐波含量的数据与标准的各次谐波含量数据做比较，得到电压波形畸变率。
例如：电压谐波的本地模型为f(t)＝∑(k＝1,n)cos(kwt+ak)，当k＝1时的分量f(t)＝cos(wt+a)成为基波分量；当k＝3时f(t)＝cos(3wt+a3)称为三次谐波分量。
将ADC采集的波形数据，存入一个数组中，数组中的数据依次代入函数
得Dn＝Ren+Imn，其中Re为实数部，Im为虚数部；
然后计算,基波量为
n次谐波为
谐波含量为Yin＝K*Yn/Y0,K为常量系数。将各次谐波含量的数据与标准的各次谐波数含量据做比较，得到电压波形畸变率。
其中，在所述异常判断子模块中，参数异常情况包括：
一个电压幅值/频率代入其本地模型出现的概率为0；
设定区间的电压幅值/频率出现的概率密度大于设定的正常值；
电压相位突变值/谐波畸变率大于设定的阈值。
将采集的电压幅值、频率、相位、谐波的数据代入建立的本地模型，当出现异常数据时会及时向母网并网开关上报。电压幅值、频率、相位、谐波的本地模型相互独立，异常上报也是相互独立的。各自的异常分析机制如下：
a)电压幅值：当一个电压幅值代入函数出现的概率为0时，立即向母线并网开关上报；当[220-σ,220-0.8σ]或者[220+0.8σ,220+σ]段的电压幅值出现的概率密度大于正常值时，立即向母线并网开关上报。
b)电压频率：当一个电压频率代入函数出现的概率为0时，立即向母线并网开关上报；当[50-σ,50-0.8σ]或者[50+0.8σ,50+σ]段的电压频率出现的概率大于正常概率时，立即向母线并网开关上报。
c)电压相位：在智能并网开关上设定电压相位突变的阈值，阈值在1～60度之间可调；当电压相位突变值大于阈值时立即向母线并网开关上报。母线并网开关可以根据并网开关上报的相位数据进行调整电压相位突变的阈值。
d)电压谐波：在智能并网开关上设定电压谐波畸变率的阈值，阈值在0.5％～30％之间可调；当电压谐波畸变率大于阈值时立即向母线并网开关上报。母线并网开关可以根据并网开关上报的电压谐波调整电压谐波畸变率的阈值。
3)等待母线并网开关主动检测，配合主动检测，根据母线开关注入的特征电流进行相应的二次检测，检测方法与结果判定同步骤1)和步骤2)；不同的是二次检测，只会根据母网并线开关进行电压幅值、频率、相位、谐波其中二项内容进行检测，具体测那一项由母线并网开关下发，检测完成后将相应的结果上报。
4)智能并网开关收到母线并网开关断开开关的命令之后，智能并网开关进行跳闸动作；收到母线并网开关不断开开关命令之后，保持现状，并持续监测。
(5)执行机构
执行机构，其用于接收保护单元下发的指令，执行相应保护动作。
实施例二
本实施例提供了一种电网保护装置，其包括如上述所述的智能并网开关。
此处需要说明的是，本实施例中的电网保护装置中除了智能并网开关之外的其他模块或结构均可采用现有技术来实现，此处不再详述。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种智能并网开关，其特征在于，包括：
量测单元，其用于量测相应支路的电压和电流的幅值、频率、相位和谐波含量；
电能质量监测单元，其用于从所述量测单元中获取电压和电流的谐波含量，以评估电能质量；
协议交互单元，其用于接收上级管控设备下发的保护设置指令，以配置保护单元的相关参数；将量测单元所量测的信息及电能质量监测单元所评估的电能质量信息上传至上级管控设备；
保护单元，其内部集成有过载保护模块、短路保护模块和孤岛保护模块；
执行机构，其用于接收保护单元下发的指令，执行相应保护动作。
2.如权利要求1所述的智能并网开关，其特征在于，所述孤岛保护模块包括：
本地模型构建子模块，用于实时获取母线侧电压的幅值、频率、相位和谐波含量，分别建立台区处于非孤岛***时上述各参数的本地模型；
异常判断子模块，用于基于实时获取母线侧电压的幅值、频率、相位和谐波含量数据及相对应的本地模型，判断参数异常情况并上报至母线并网开关，以使得母线并网开关根据上报异常数据的数量控制相应执行机构进行跳闸动作或进行二次检测。
3.如权利要求1所述的智能并网开关，其特征在于，在所述异常判断子模块中，参数异常情况包括：
一个电压幅值/频率代入其本地模型出现的概率为0；
设定区间的电压幅值/频率出现的概率密度大于设定的正常值；
电压相位突变值/谐波畸变率大于设定的阈值。
4.如权利要求1所述的智能并网开关，其特征在于，在所述本地模型中，在构建子模块分别建立台区处于非孤岛***时上述各参数的本地模型的过程中：
电压幅值的本地模型为一阶高斯函数，函数的标准差为根据智能并网开关实时采集的设定时间内电压幅值的摆动统计得到的电压幅值的最大值。
5.如权利要求1所述的智能并网开关，其特征在于，在所述本地模型中，在构建子模块分别建立台区处于非孤岛***时上述各参数的本地模型的过程中：
电压频率的本地模型为一阶高斯函数，函数的标准差为根据智能并网开关实时采集的设定时间内电压频率的摆动统计出来的电压频率的最大值。
6.如权利要求1所述的智能并网开关，其特征在于，在所述本地模型中，在构建子模块分别建立台区处于非孤岛***时上述各参数的本地模型的过程中：
电压相位的本地模型为一个以时间T为间隔，相位角
的差值函数；其中，
是T1时间采集得到的，
是T2时间采集得到的；根据时间间隔T计算出标准的电压相位角变化
根据
计算出电压相位突变值。
7.如权利要求1所述的智能并网开关，其特征在于，在所述本地模型中，在构建子模块分别建立台区处于非孤岛***时上述各参数的本地模型的过程中：
电压谐波的本地模型将各次谐波含量的数据与标准的各次谐波数含量据做比较，得到电压波形畸变率。
8.如权利要求1所述的智能并网开关，其特征在于，在所述电能质量监测单元中，基于小波变换与FFT相结合方法分析电压和电流的谐波含量，以评估电能质量。
9.如权利要求1所述的智能并网开关，其特征在于，在所述过载保护模块中，采用三段式过载保护特性，即短路瞬动、短路短延时及过载长延时保护。
10.一种电网保护装置，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的智能并网开关。
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|---|---|---|---|
| CN202210055363.XA CN114421442A (zh) | 2022-01-18 | 2022-01-18 | 一种智能并网开关及电网保护装置 |
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| CN202210055363.XA CN114421442A (zh) | 2022-01-18 | 2022-01-18 | 一种智能并网开关及电网保护装置 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN202210055363.XA Pending CN114421442A (zh) | 2022-01-18 | 2022-01-18 | 一种智能并网开关及电网保护装置 |
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| CN (1) | CN114421442A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN117254574A (zh) * | 2023-09-25 | 2023-12-19 | 深圳航天科创泛在电气有限公司 | 一种储能配电和应急供电*** |
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- 2022-01-18 CN CN202210055363.XA patent/CN114421442A/zh active Pending
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