一种带有新能源的纵联电站备自投装置的制作方法

[0001]
本发明涉及电力系统控制技术领域，具体是涉及一种带有新能源的纵联电站备自投装置。


背景技术：

[0002]
在世界各国日益重视环境保护，倡导节能减排的大环境下，新能源电站快速崛起，仅2019年国家发展改革委、国家能源局就连续发布了《关于积极推进风电、光伏发电无补贴平价上网有关工作的通知》、《关于建立健全可再生能源电力消纳保障机制的通知》、《关于完善光伏发电上网电价机制有关问题的通知》等多个鼓励新能源发展的通知，以及《2019年光伏发电项目建设工作方案》等新能源建设方案。新能源电站投入并网运行越来越多势不可挡。而在目前在供电系统技术领域中，已有的电力系统供电网的备用电源自投方法，缺少对并网新能源电站的应对方式。
[0003]
在传统的备自投技术中，备投/备自投称之为备用电源自动投入，为提高备用电源或设备投入的成功率，备自投装置跳工作电源断路器时，会联跳地区电源并网线和次要负荷，需要时还会联跳并联补偿电容器。并网新能源电站建设的一个重要的作用为削峰填谷，为电网提供电力输入，保障电网电力质量及稳定。当切切除地区电源并网线和次要负荷时，新能源电站作为地区电源被切除，则失去了其为电网稳定运行的意义。
[0004]
中国专利cn201911112750公开了一种新能源电厂并网变电站备自投装置的投切方法，包括建立新能源电厂并网变电站内部元件之间的因果关系矩阵；构建新能源电厂并网变电站基本节点状态矩阵、基本节点与断路器误跳的隶属关系矩阵和基本节点与断路器拒跳的隶属关系矩阵；构建转换向量并排除断路器动作却没有发出相应信号或发出相应信号时断路器却没有动作对于孤岛运行状态判断的影响；构建孤岛运行状态判断矩阵并判断矩阵判断此时新能源电厂并网变电站的孤岛运行状态；根据孤岛运行状态投切备自投装置，从而完成新能源电厂并网变电站备自投装置的投切。其虽然能够提高新能源电厂并网变电站的备自投装置进行投切的可靠性，保证电网的安全稳定运行。但是其不具备对纵联电站的备投处理，以及备投过程中纵联电站中带有新能源电站的处理，而且，其全程断开新能源电站，较为浪费。因此，需要提供一种带有新能源的纵联电站备自投装置，旨在解决上述问题。


技术实现要素：

[0005]
针对现有技术存在的不足，本发明实施例的目的在于提供一种带有新能源的纵联电站备自投装置，还提供了一种带有新能源的纵联电站备自投装置的纵联电站备自投投切方法，新能源电站可以在备自投装置跳工作电源后，合备用电源前的这段时间并网断路器内不被切断，同时通过智能选择使新能源电站可以带一部分负荷运行，部分地区负荷不会因故障掉电，提高供电可靠性，以解决上述背景技术中的问题。
[0006]
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0007]
一种带有新能源的纵联电站备自投装置，用于纵联电站系统，所述纵联电站系统包括两个电源、至少两个变电站、母线、工作进线、断路器以及在所述母线上并网的新能源电站和下游负荷，每个断路器均配套设有备自投装置，所述备自投装置包括用于采集输出电压幅值、频率和相位的采样装置以及用于通讯的5g模块，在新能源电站中设有用于调节输出电压幅值、频率和相位的准同期装置。
[0008]
作为本发明进一步的方案，所述电源包括所述母线及设置于所述母线上的所有所述断路器，电源指电站的上级进线。
[0009]
作为本发明进一步的方案，所述电源还包括与所述母线连接的所有所述线路。
[0010]
作为本发明进一步的方案，所述纵联电站由两个或多个同级别电站通过串联或并联构成。
[0011]
作为本发明进一步的方案，两个变电站分别为本地电站和与本地电站配套的新能源电站，远方电站与本地电站中的纵联备自投装置通过5g进行通信，新能源电站与本地电站并网。
[0012]
一种基于所述的一种带有新能源的纵联电站备自投装置的纵联电站备自投投切方法，所述方法包括步骤：
[0013]
步骤一、本地电站检测到工作进线故障而导致电站失压时发出延时跳开工作进线上的断路器的指令、与本地电站配套的新能源电站同时进入孤岛保护状态并根据自身输出功率与本地电站母线上所带的负荷依据重要等级从高到低原则进行负荷功率匹配，在工作进线上的断路器完成分闸动作时新能源电站与母线并网；
[0014]
步骤二、本地电站与远方电站间通过5g通信确认远方电站满足备自投条件以及本地电站工作进线上的断路器已跳开，然后通过信息交互、本地电站中并网的新能源电站进行调整使新能源电站与远方电站的输出电压幅值、频率和相位一致；
[0015]
步骤三、本地电站或者远方电站中的相关备自投装置控制配套线路上处于分位的断路器进行合闸，完成备自投投切。
[0016]
作为本发明进一步的方案，步骤一中，母线失压后，新能源电站进入孤岛保护状态，新能源电站根据其输出功率以及地区负荷拓扑进行负荷匹配，负荷匹配原则为：负荷重要等级越高，匹配负荷时优先级越高；
[0017]
当增加某一区域负荷会导致新能源电站过载时，切断该区域负荷，即要遵循新能源电站所带负荷小于新能源电站最大输出功率，留有一定余量的原则，避免因过载发生故障；
[0018]
若某两个负荷重要等级相同，距离不同，则优选距离较近的负荷，若无必要原则上不能跨越分段断路器带负荷。
[0019]
作为本发明进一步的方案，步骤二中备自投条件为：远方电站备自投装置处于充电完成状态；确认本地电站工作进线已断开。
[0020]
综上所述，本发明实施例与现有技术相比具有以下有益效果：
[0021]
可应对较复杂的带有新能源的纵联电站情况，减少本地电站失压后到远方电站供电期间新能源电站离网时间，并在断电期间使新能源电站带一部分重要负荷，减少停电区域，提高供电可靠性。
[0022]
为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发
明进行详细说明。
附图说明
[0023]
图1为本发明提供的一种带有新能源的纵联电站备自投装置的纵联电站备自投投切的流程示意图。
[0024]
图2为本发明提供的一种带有新能源的纵联电站备自投装置中两个电站组成的纵联电站的结构示意图。
具体实施方式
[0025]
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的首选实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容更加透彻全面。
[0026]
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
[0027]
实施例1
[0028]
参见图1所示，一种带有新能源的纵联电站备自投装置，用于纵联电站系统，纵联电站系统包括两个电源、至少两个变电站、母线、工作进线、断路器以及在所述母线上并网的新能源电站和下游负荷，上述的电源指电站的上级进线，如甲乙两站为10kv电站，则其电源为上级的35kv电站，且本发明中所指的故障均为电源侧故障。
[0029]
每个断路器均配套设有备自投装置，所述备自投装置包括用于采集输出电压幅值、频率和相位的采样装置以及用于通讯的5g模块，在新能源电站中设有用于调节输出电压幅值、频率和相位的准同期装置。
[0030]
优选的，在本发明的实施例中，所述电源包括所述母线及设置于所述母线上的所有所述断路器，电源指电站的上级进线，所述电源还包括与所述母线连接的所有所述线路。
[0031]
参见图2所示，所述纵联电站由两个或多个同级别电站通过串联或并联构成，在本发明的一个实施例中，两个变电站分别为本地电站和与本地电站配套的新能源电站，远方电站与本地电站中的纵联备自投装置通过5g进行通信，新能源电站与本地电站并网。
[0032]
实施例2
[0033]
请参阅图1～图2，一种基于实施例1所述的带有新能源的纵联电站备自投装置的纵联电站备自投投切方法，所述方法包括步骤：
[0034]
步骤a、本地电站检测到工作进线故障而导致电站失压时发出延时跳开工作进线上的断路器的指令、与本地电站配套的新能源电站同时进入孤岛保护状态并根据自身输出功率与本地电站母线上所带的负荷依据重要等级从高到低原则进行负荷功率匹配，在工作进线上的断路器完成分闸动作时新能源电站与母线并网。
[0035]
步骤b、本地电站与远方电站间通过5g通信确认远方电站满足备自投条件以及本地电站工作进线上的断路器已跳开，然后通过信息交互、本地电站中并网的新能源电站进行调整使本地电站中并网的新能源电站与远方电站的输出电压幅值、频率和相位一致。
[0036]
步骤c、本地电站或者远方电站中的相关备自投装置控制配套线路上处于分位的断路器进行合闸，完成备自投投切。
[0037]
具体的，参见附图2所示，图中断路器dl填充为黑色表示合位，填充为白色表示分
位，两个电站正常运行时，各站母线上所带负荷与新能源电站均处于并网状态。其中，乙站为本地电站，甲站为远方电站。
[0038]
本发明的方法在具体实施时：
[0039]
步骤a：
[0040]
步骤a.1：当乙站中配置的纵联备自投装置检测到工作进线1dl无电流(低于设定的无流定值即认为无流)、母线无电压(电压低于设定的无压定值即认为无压)后，启动延时跳开工作进线上的断路器1dl，同时与乙站母线并网的新能源电站检测电力输出情况。
[0041]
步骤a.2：检测到母线失压后，新能源电站进入孤岛保护状态。同时新能源电站根据其输出功率以及地区负荷拓扑进行负荷匹配。
[0042]
负荷匹配原则：1、负荷重要等级越高，匹配负荷时优先级越高；2、当增加某一区域负荷会导致新能源电站过载时，切断该区域负荷，即要遵循新能源电站所带负荷小于新能源电站最大输出功率，留有一定余量的原则，避免因过载发生故障；3、若某两个负荷重要等级相同，距离不同，则优选距离较近的负荷，若无必要原则上不能跨越分段断路器带负荷。
[0043]
步骤a.3：断路器1dl跳闸动作的同时新能源电站与其所匹配负荷恢复并网。此时甲站母线上仅连接新能源电站与其匹配的负荷。
[0044]
步骤b：
[0045]
步骤b.1：甲站与乙站中的纵联备自投装置通过5g进行通信，甲站纵联备自投装置判断是否满足合闸条件，若满足进入步骤b.2，若不满足则结束本次备投过程。
[0046]
本实施例中备自投合闸条件：1、甲站备自投装置处于充电完成状态；2、确认乙站工作进线已断开。
[0047]
甲站纵联备自投装置充电条件：两段母线电压均大于有压定值，线路2电压大于有压定值，分段断路器(3dl)在合闸位置，线路1(1dl))断路器在在合闸位置，线路2断路器(2dl)在分闸位置，且无其他闭锁条件。
[0048]
甲站纵联备自投装置放电条件：断路器位置异常、手跳/遥跳闭锁、备用进线电压小于有压定值延时15s、闭锁备自投开入、备自投合上备用进线断路器等。
[0049]
乙站纵联备自投装置充电条件：两段母线电压均大于有压定值，分段断路器(3dl)在合闸位置，线路3(1dl))断路器在在合闸位置，线路2断路器(2dl)在合闸位置，且无其他闭锁条件。
[0050]
乙站纵联备自投装置放电条件：断路器位置异常、手跳/遥跳闭锁、闭锁备自投开入、任一断路器处于分位等。
[0051]
步骤b.2：通过5g通信调整使得甲乙两站的纵联备自投中的采样时间同步后，通过对比甲站2dl下游与乙站并网新能源电站的电压、频率、相位等信息，调整乙站的准同期装置，使新能源电站输出电力情况满足同期条件，避免因两站电力不同期等原因造成大电流冲击。
[0052]
调整采样装置时间同步的方法：(1)、对采样装置进行卫星对时，保证采样装置时间正确；(2)、考虑到信息传输及处理的过程需要一定时间，每一个采样点信息加上时间标志，调节两站采样装置时间，使得每一个采样点在同一时间采样。
[0053]
若多次经过步骤b.2后仍不能调整至两站电力同期，则切断并网的新能源电站及相关负荷，进入步骤c，不能耽误正常备自投动作时间。
[0054]
步骤c：纵联备自投装置间通过5g相互通信，分析母线电压、线路电压以及各个断路器状态，分辨出自身是否需要动作。本实施例中甲站的纵联备自投装置经分析需要动作后，控制甲站断路器2dl合闸，完成本次备用电源自投工作。
[0055]
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。