专利名称：一种防止分布式电源并网孤岛效应的方法
技术领域：
本发明涉及电力供配电技术领域，尤其是涉及一种配网终端和分布式电源并网技 术，
背景技术：
电力行业标准DL/T721-2000《配电网自动化系统远方终端》对配电网自动化系统 远方终端的定义为配电网自动化系统远方终端是用于配电网配电回路的各种配电远方终 端、配电变压器远方终端以及中压监控单元(配电自动化及管理系统子站)等设备的统称。 采用通信通道完成数据采集和远方控制等功能。分布式发电(Distributed Generation，简称DG)是指利用分布在负荷附近的、中 小规模的发电装置经济、高效、可靠地发电。全球范围的能源危机和环境危机使得新兴能源 的开发和利用成为一种迫切的需求。基于新能源利用的分布式发电技术也越来越受到人们 的重视。许多国家出台了优惠政策，鼓励使用分布式发电，同时，随着科学技术的迅速发展， 分布式发电的优势也逐 渐显现，导致越来越多的分布式电源并入电网运行，而分布式发电 并网运行对配电网运行的影响也越来越严重。由于DG机组的容量比较小，容易收到负荷变化的影响。并且分布式发电的属于新 兴技术，某些控制和运行措施还不太完善，还在进一步发展，因此DG机组并网可能会给电 力系统带来一些不稳定的因素。当DG机组与电力系统并网运行时，机组向当地交流负载提 供电能和向电网发送电能的质量都应受到控制，在电压、波动、频率、谐波和功率因数方面 满足实用性并符合标准。当出现偏离标准(电压凹陷、瞬断等)的越限状况，应将DG系统 与电网分离。孤岛效应是指由于电气故障、误操作或自然因素等原因造成电网中断供电时各个 分布式发电用户端的并网逆变器仍独立运行的现象。一般来说，孤岛效应可能对整个配电 系统设备及用户的设备造成不利的影响，包括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相位不同步；单相分布式发电系统 会造成系统三相负载欠相供电。因此对于一个并网系统必须能够进行孤岛效应检测。目前孤岛效应检测技术在并网逆变器侧主要可分为主动式检测和被动式检测。孤 岛形成瞬间DG输出的各项参数通常会出现尖峰，被动方式主要利用这个瞬间波动，通过计 算总谐波畸变率(THD)或者是电压不平衡度(VU)来检测孤岛的形成，这种检测方法在DG 附近的大负荷投切时，会产生误动作，同时在DG输出和区域负荷基本匹配时，也不能有效 的辨别孤岛的形成。主动方法是在DG输出中，人为引入一小的电压或频率扰动，孤岛条件下，这类扰 动会引起电压或频率的不稳定，从而最终导致DG断开。这类方法的缺陷在于一方面在区 域电网重负荷的情况下，容易误动作。另一方面，当大量DG接入系统时，这些人为引入的正 反馈将会给公网的电能质量带来比较大的影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种防止分布式电源并网孤岛效应的方法，克 服现有分布式电源并网运行过程中并网逆变器侧孤岛效应检测的问题，有效防止分布式电 源并网产生孤岛效应。为解决上述技术问题，本发明的技术方案是一种防止分布式电源并网产生孤岛 效应的方法，在配电网线端设有配网终端，所述配网终端通过反馈线分别与配电网络和分 布式电源连接；其防止分布式电源并网产生孤岛效应的方法包括如下步骤(a)利用配网终端采集配电网馈线以及分布式电源并网馈线的运行状态量；(b)在配网终端中对采集回来的状态量进行处理，得到配电网络以及分布式电源 运行状况；(c)根据配电网络以及分布式电源运行状况对分布式电源并网状态进行处理。作为改进，所述步骤(a)具体包括(al)通过电压互感器TV和电流互感器TA将配电网馈线以及分布式电源并网馈线 上的一次侧高电压变换成二次侧低电压；一次侧大电流变换成二次侧小电流；(a2)在配网终端遥测模块中用TV和TA将二次侧低电压和二次侧小电流转换成适 合A/D转换电路输入的模拟量；(a3)A/D转换电路将模拟量转换成数字量，送入配网终端遥测模块的主处理芯片。作为改进，所述步骤(b)具体包括(bl)计算出在配网终端中采样回来的数据，得到电压、电流、相位等参量；(b2)在配网终端中通过对配电网络采样数据处理得到配电网络的电压、电流、频 率、谐波等参数，根据电压、电流是否越限以及谐波的分析来判断配电网络运行状况，看是 否出现相间短路、断线、单相接地等故障；在配网终端中通过对分布式电源并网馈线采样数 据处理得到分布式电源并网的电压、电流、频率、谐波等参数，判断分布式电源的电压和频 率的稳定性以及根据电压、电流判断分布式电源并网运行状况，是否已与配电网络分离。作为改进，所述步骤(C)具体包括(cl)在配网终端中将配电网络运行状况通过无线网络或光纤线路通知分布式电 源并网系统；(c2)当配电网络出现异常状况中断供电时，配网终端通知分布式电源并网系统与 配电网络分离，防止出现孤岛效应；(c3)当配网终端发现配电网络出现异常状况中断供电，且检测到分布式电源并网 系统未能与配电网络分离时，则分离分布式电源并网，消除孤岛效应。本发明与现有技术相比所带来的有益效果是克服现有分布式电源并网运行过程中并网逆变器侧孤岛效应检测的问题，有效防 止分布式电源并网产生孤岛效应。
图1是本发明的配网终端采集处理馈线参数流程；图2是本发明的配网终端处理分布式电源并网孤岛效应流程图3为本发明线路连接示意图。
具体实施例方式下面结合说明书附图对本发明作进一步说明。如图1至3所示，在配电网线端设有配网终端，所述配网终端通过反馈线分别与配电网络和分布式电源连接；其防止分布式电源并网产生孤岛效应的方法包括如下步骤步骤一，利用配网终端采集配电网馈线以及分布式电源并网馈线的运行的状态 量，具体操作如下通过电压互感器TV和电流互感器TA将配电网馈线以及分布式电源并网馈线上的 一次侧高电压变换成二次侧低电压220V/100V，一次侧大电流变换成二次侧小电流5A/1A， TV和TA起到了隔离和降低幅值的作用；在配网终端遥测模块中用TV和TA将二次侧低电压和二次侧小电流转换成适合A/ D转换电路输入的模拟量，将输入信号经过滤波，电平变换处理成0 +5V的电压信号，输入 到A/D转换器上；A/D转换电路将模拟量转换成数字量，送入配网终端遥测模块的主处理芯片。由于二次侧低电压和二次侧小电流可接入到配网终端中，并需要对二次回路做安 全防护，电压输入回路采用快速保护的空气开关，电流输入回路采用专用测试端子。步骤二，在配网终端中对采集回来的状态量进行处理，得到配电网络以及分布式 电源运行状况，其具体操作如下遥测模块上的主处理芯片根据电能质量参数需要，决定一个交流周期内的采样点 数，如每周波采样64点以分析谐波；A/D转换电路将模拟量转换成数字量，送入配网终端遥测模块的主处理芯片，同时 通过主处理芯片来控制每周波采样点数；主处理芯片对采样来的数据利用傅立叶算法计算相应的电压、电流等参量；采样数据经算法处理后可得到配电网馈线以及分布式电源并网馈线的运行参数， 包括电压、电流、频率、谐波和功率因数等。步骤三，根据配电网络以及分布式电源运行状况对分布式电源并网状态进行处 理，其具体操作如下在配网终端中通过对配电网络采样数据处理得到配电网络的电压、电流、频率、谐 波等参数；根据电压、电流是否越限以及谐波的分析来判断配电网络运行状况，看是否出现 相间短路、断线、单相接地等故障；在配网终端中通过对分布式电源并网馈线采样数据处理 得到分布式电源并网的电压、电流、频率、谐波等参数，判断分布式电源的电压和频率稳定 性以及根据电压、电流判断分布式电源并网运行状况，是否已与配电网络分离。本发明通过在配网终端中检测配电网馈线与分布式电源并网馈线的运行参数的 方法，来监控分布式电源系统并网产生孤岛效应的问题，克服了现有分布式电源并网运行 过程中，并网逆变器侧孤岛效应检测被动式与主动式方法存在的问题。配网终端通过采集 配电网馈线与分布式电源并网馈线的参数，得出配电网络与分布式电源并网系统运行状 况，可以在检测到配电网络异常时，通知分布式电源并网系统与配电网络分离，防止出现孤 岛效应。同时可以通过检测分布式电源并网馈线运行状况来监视分布式电源并网系统是否成功与配电网络分离，如不能分离则配网终端将分布式电源并网系统从配电网络上分 离， 消除孤岛效应。
权利要求
一种防止分布式电源并网产生孤岛效应的方法，其特在于在配电网线端设有配网终端，所述配网终端通过反馈线分别与配电网络和分布式电源连接；其防止分布式电源并网产生孤岛效应的方法包括如下步骤(a)利用配网终端采集配电网馈线以及分布式电源并网馈线的运行状态量；(b)在配网终端中对采集回来的状态量进行处理，得到配电网络以及分布式电源运行状况；(c)根据配电网络以及分布式电源运行状况对分布式电源并网状态进行处理。
2.根据权利要求1所述的一种防止分布式电源并网产生孤岛效应的方法，其特征在 于所述步骤(a)具体包括(al)通过电压互感器TV和电流互感器TA将配电网馈线以及分布式电源并网馈线上的 一次侧高电压变换成二次侧低电压；一次侧大电流变换成二次侧小电流；(a2)在配网终端遥测模块中用TV和TA将二次侧低电压和二次侧小电流转换成适合 A/D转换电路输入的模拟量；(a3)A/D转换电路将模拟量转换成数字量，送入配网终端遥测模块的主处理芯片。
3.根据权利要求1所述的一种防止分布式电源并网产生孤岛效应的方法，其特征在 于所述步骤(b)具体包括(bl)计算出在配网终端中采样回来的数据，得到电压、电流、相位等参量； (b2)在配网终端中通过对配电网络采样数据处理得到配电网络的电压、电流、频率、谐 波等参数，根据电压、电流是否越限以及谐波的分析来判断配电网络运行状况，看是否出现 相间短路、断线、单相接地等故障；在配网终端中通过对分布式电源并网馈线采样数据处理 得到分布式电源并网的电压、电流、频率、谐波等参数，判断分布式电源的电压和频率的稳 定性以及根据电压、电流判断分布式电源并网运行状况，是否已与配电网络分离。
4.根据权利要求1所述的一种防止分布式电源并网产生孤岛效应的方法，其特征在 于所述步骤(c)具体包括(cl)在配网终端中将配电网络运行状况通过无线网络或光纤线路通知分布式电源并 网系统；(c2)当配电网络出现异常状况中断供电时，配网终端通知分布式电源并网系统与配电 网络分离，防止出现孤岛效应；(c3)当配网终端发现配电网络出现异常状况中断供电，且检测到分布式电源并网系统 未能与配电网络分离时，则分离分布式电源并网，消除孤岛效应。
全文摘要
一种防止分布式电源并网产生孤岛效应的方法，在配电网线端设有配网终端，所述配网终端通过反馈线分别与配电网络和分布式电源连接；其防止分布式电源并网产生孤岛效应的方法包括如下步骤(a)利用配网终端采集配电网馈线以及分布式电源并网馈线的运行状态量；(b)在配网终端中对采集回来的状态量进行处理，得到配电网络以及分布式电源运行状况；(c)根据配电网络以及分布式电源运行状况对分布式电源并网状态进行处理。本发明克服现有分布式电源并网运行过程中并网逆变器侧孤岛效应检测的问题，有效防止分布式电源并网产生孤岛效应。
文档编号H02J3/38GK101834431SQ20101018668
公开日2010年9月15日 申请日期2010年5月21日 优先权日2010年5月21日
发明者崔丰曦 申请人:深圳市科陆电子科技股份有限公司