一種用于孤島檢測的安全自動控制系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種用于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，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，同時接收分布式電源側(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，計算公用電網(wǎng)側(cè)和分布式電源側(cè)的頻差，如果該頻差超過設(shè)定動作值0.5Hz，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。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種用于孤島檢測的安全自動控制系統(tǒng)本申請是申請?zhí)枮椋?01210515888.3，專利技術(shù)創(chuàng)造名稱為《用于分布式能源的孤島檢測的安全自動控制系統(tǒng)》，申請日為：2012年12月5日的專利技術(shù)專利申請的分案申請。
本專利技術(shù)涉及電力
，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)。
技術(shù)介紹
所謂孤島現(xiàn)象，是指分布式發(fā)電系統(tǒng)中，當電網(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。基于通信的孤島保護分為聯(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。基于本地測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。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)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，本專利技術(shù)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，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，同時接收分布式電源側(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，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±0.5Hz，具體數(shù)值參考國家電網(wǎng)公司企業(yè)標準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0.1Hz，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（1）計算頻差能量積分值Kdf：…（1）式中，Df：公用電網(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)的控制終端的跳閘命令后，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，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，同時接收分布式電源側(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，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±0.5Hz，具體數(shù)值參考國家電網(wǎng)公司企業(yè)標準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0.1Hz，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（1）計算頻差能量積分值Kdf：…（1）式中，Df：公用電網(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)的控制終端的跳閘命令后，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)，本專利技術(shù)的方案具有的技術(shù)效果：（1）本專利技術(shù)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）本專利技術(shù)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、形成帶絕對時標的頻率數(shù)據(jù)，分布式電源側(cè)將帶絕對時標的動態(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。附圖說明圖1為本專利技術(shù)實施例的孤島檢測流程示意圖；圖中：Df：為公用電網(wǎng)側(cè)終端計算公用電網(wǎng)側(cè)與分布式電源側(cè)頻率差；Fsys：為公用電網(wǎng)側(cè)終端計算公網(wǎng)頻率；Fdg：分布式電源側(cè)頻率；Fset1：設(shè)定動作值，Tset1給定延時；Kdf：頻差能量積分值，Kset2頻差能量給定值；圖2為本專利技術(shù)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，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，同時接收分布式電源側(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，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±0.5Hz，具體數(shù)值還可參考國家電網(wǎng)公司企業(yè)標準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0.1Hz，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（1）計算頻差能量積分值Kdf：…（1）式中，Df：公用電網(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)的控制終端的跳閘命令后，跳開并網(wǎng)斷路器，消除孤島運行狀態(tài)。當頻差超出設(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。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、形成帶絕對時標的頻率數(shù)據(jù)，分布式電源側(cè)將帶絕對時標的動態(tài)頻率數(shù)據(jù)通過3G無線網(wǎng)絡(luò)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種用于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，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，同時接收分布式電源側(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，計算公用電網(wǎng)側(cè)和分布式電源側(cè)的頻差，如果該頻差超過設(shè)定動作值0.5Hz，經(jīng)過給定的小于160毫秒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（1）計算頻差能量積分值Kdf：…（1）式中，Df：公網(wǎng)電網(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)的控制終端的跳閘命令后，跳開并網(wǎng)斷路器，消除孤島運行狀態(tài)。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于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，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，同時接收分布式電源側(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，計算公用電網(wǎng)側(cè)和分布式電源側(cè)的頻差，如果該頻差超過設(shè)定動作值...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：曹良，
申請(專利權(quán))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，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇;32