专利名称：微电网继电保护方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及微电网继电保护技术领域，具体涉及一种既可满足微电网孤网运行中的继电保护又可满足微电网孤网运行与微电网和大电网双网并网运行这两种模式间切换的方法和相应的装置。
背景技术：
微电网(Micro Grid)是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统，是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，其既可以连接到外部大电网上运行(称为“并网”运行)，也可以脱开外部大电网孤立运行(称为“孤网”运行)。在微电网的继电保护方面，一方面，目前现有的继电保护装置不具备“孤网/并网”模式转换功能，因此在实践中还不能适应微电网的上述双网切换的工作方式；另一方面，由于微电网内部有数量众多的分布式电源，且它们之间的距离很短，容易造成短路电流的急剧增大，如果不能及时断开相应回路，则危害性较强，而现有的继电保护装置都是针对 IOKV及以上电压的大电网线路应用而设计的，在时效性上不能满足400V及以下微电网快速切除故障的保护需求，从而严重威胁了电力电子设备的安全。基于以上两点，微电网技术的发展与应用受到了很大限制。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种微电网继电保护方法及一种采用该方法的微电网继电保护装置，不仅能够适应微电网的孤网/并网相转换的工作方式， 并可应用于400V及以下的微电网线路中，满足微电网孤网运行状态下的快速速断保护需要。本发明所采用的主要技术方案是
一种微电网继电保护方法，通过检测微电网与大电网之间连接的微电网开关的分合闸状态，判断所述微电网的运行状态，当所述微电网处于孤网运行状态时，使所述微电网内的微电网继电保护装置运行在微电网继电保护状态，依据孤网运行的标准进行微电网内线路的继电保护，当所述微电网处于并网运行状态时，使所述微电网继电保护装置退出微电网继电保护状态，进入常规继电保护模式。所述微电网处于孤网和并网运行状态的判断依据可以为当检测出所述微电网 PCC开关处于分闸或非合闸位置状态时，则判断为所述微电网处于孤网运行状态；当检测出所述微电网开关处于合闸或非分闸位置状态时，则判断为所述微电网处于并网运行状态。所述微电网继电保护装置在微电网继电保护状态下的工作方式为将所采集的微电网的相关线路的电流与相应的预设保护定值进行比较运算，如在设定的延迟时间内相关线路的电流达到和/或超过其保护定值，则输出跳闸控制信号断开该相应线路上的断路开关。所述微电网继电保护方法采用交流采样，具体是对相应线路的电流进行连续的电流数据采样，每个基波电流周期内的采样数为N，N>4，并采用以下步骤进行所述比较运算
(1)突变量判断在采样过程中，记录最近的连续N+ 1点采样值，将每点采样值和前一周期的同位置采样值进行比较，当正负偏差超过突变量定值时，启动快速出口计算，运行步骤(2)；
(2)快速出口计算继续采样至少M点的值
M ^ 3,采用两点法计算电流工程量，所述电流工程量的平方为
权利要求
1.一种微电网继电保护方法，其特征在于通过检测微电网与大电网之间连接的微电网开关的分合间状态，判断所述微电网的运行状态，当所述微电网处于孤网运行状态时，使所述微电网内的微电网继电保护装置运行在微电网继电保护状态，依据孤网运行的标准进行微电网内线路的继电保护，当所述微电网处于并网运行状态时，使所述微电网继电保护装置退出微电网继电保护状态，进入常规继电保护模式。
2.如权利要求1所述的微电网继电保护方法，其特征在于所述微电网处于孤网和并网运行状态的判断依据为当检测出所述微电网开关处于分闸或非合闸位置状态时，则判断为所述微电网处于孤网运行状态；当检测出所述微电网开关处于合闸或非分闸位置状态时，则判断为所述微电网处于并网运行状态。
3.如权利要求2所述的微电网继电保护方法，其特征在于所述微电网继电保护装置在微电网继电保护状态下的工作方式为将所采集的微电网的相关线路的电流与相应的预设保护定值进行比较运算，如在设定的延迟时间内相关线路的电流达到和/或超过其保护定值，则输出跳闸控制信号断开该相应线路上的断路开关。
4.如权利要求3所述的微电网继电保护方法，其特征在于对相应线路的电流进行连续的电流数据采样，每个基波电流周期内的采样数为N，N>4，并采用以下步骤进行所述比较运算突变量判断在采样过程中，记录最近的连续N + 1点采样值，将每点采样值和前一周期的同位置采样值进行比较，当正负偏差超过突变量定值时，启动快速出口计算，运行步骤 (2)；快速出口计算继续采样至少M点的值M ^ 3,采用两点法计算电流工程量，所述电流工程量的平方为
5.如权利要求4所述的微电网继电保护方法，其特征在于所述微电网继电保护装置所采集的电流数据包括A、B、C三相电流数据或A、B、C三相电流数据以及零序电流数据。
6.如权利要求5所述的微电网继电保护方法，其特征在于所述断路开关断开后还能够进行N次重合间，所述重合间的条件是所述断路开关处于分闸状态；相应于所述断路开关的线路电流均小于各自对应的合闸设定值；重合间次数不超过最高设定次数；如满足上述条件，则允许所述微电网继电保护装置向处于分闸状态的所述断路开关输出合闸指令，否则不输出合闸指令。
7.一种微电网继电保护装置，其特征在于包括能够接收微电网与大电网之间连接的微电网开关的分合闸状态信号并将其转换成适宜数字信息的开入模块、能接收所述微电网的各电流数据信号并将其转换成适宜数字信息的模入模块、能够接收来自模入模块和开入模块的信息并进行逻辑处理后输出控制指令信息的主控制单元以及能够接收来自所述主控制单元的控制指令信息并控制所述微电网内部线路上的各断路开关分、合闸的控制输出模块，所述主控制单元依据所述开入模块传递的所述分合间状态信号确定所述微电网继电保护装置进入还是退出微电网继电保护状态，在微电网继电保护状态下依据孤网运行的标准进行微电网内线路的继电保护。
8.如权利要求7所述的微电网继电保护装置，其特征在于还包括与所述主控制单元连接并双向通信的通信模块，所述通信模块上设有用于与外界通信的RS232和/或RS485接
9.如权利要求8所述的微电网继电保护装置，其特征在于还包括遥控模块，所述遥控模块与所述主控制单元连接并双向通信。
10.如权利要求9所述的微电网继电保护装置，其特征在于还包括人机交互模块，所述人机交互模块与所述主控制单元连接并双向通信，所述人机交互模块包括输入子模块和输出子模块，所述输入子模块包括按键，所述输出子模块包括液晶显示屏和/或LED指示灯。
全文摘要
本发明涉及一种微电网继电保护方法及装置，其通过检测微电网与大电网之间连接的微电网开关的分合闸状态，判断所述微电网的运行状态，当微电网处于孤网运行状态时，使微电网继电保护装置运行在微电网继电保护状态，依据孤网运行标准进行微电网内线路的继电保护，当微电网处于并网运行状态时，使微电网继电保护装置退出微电网继电保护状态，进入常规继电保护模式。本发明适应于微电网在孤网/并网间切换的场合，针对微电网孤网运行时短路电流较并网时小、但增长更为急剧的特点，采用包含突变量启动和两点计算过程的新型、简洁的故障电流算法，可将整个出口时间控制在3ms左右，实现10ms内跳闸的出口时间，提高了快速速断保护的时效性。
文档编号H02H7/26GK102290803SQ20111025829
公开日2011年12月21日 申请日期2011年9月2日 优先权日2011年9月2日
发明者孔启翔 申请人:北京新能汇智微电网技术有限公司