一种低压配网协同防孤岛保护系统、方法及相关设备与流程

本发明涉及电力系统自动化及保护控制领域，特别是涉及一种低压配网协同防孤岛保护系统、方法及相关设备。

背景技术：

1、如今，低压小容量光伏装机工程被广泛投入使用，使得配电网传统的三段式电路保护的性能受到了挑战。在检测到小容量电源如光伏与主网因故障断开连接时，需要及时通过防孤岛保护将光伏从电网中切除，以保证不至于因电压或频率崩溃而使电网设备受进一步损坏。

2、目前，光伏逆变器配置的一种被动式防孤岛保护，当检测到并网点电压幅值或者频率越限，将逆变器从电网中切除，这种方式可靠性高，但是检测盲区大；另一种主动式防孤岛保护，如频率扰动、电流扰动，检测出孤岛状态，将逆变器从电网切除，这种方式检测灵敏度高，但有可能会误动，或者在多机并联时会削弱保护的灵敏度。

3、综上所述，现有的防孤岛保护方式存在检测盲区以及容易发生误动的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种低压配网协同防孤岛保护系统、方法及相关设备，可以解决低压配网协同防孤岛保护时存在检测盲区以及容易发生误动的问题。

2、为解决上述问题，本发明提供一种低压配网协同防孤岛保护系统，包括边侧设备和多个端侧设备；

3、每个所述端侧设备，用于确定所述低压配网协同防孤岛保护系统对应的目标台区中的各个第一电气量数据，并判断每个所述第一电气量数据是否超出其对应的第一预设防孤岛保护判据，当任一所述第一电气量数据超出其对应的第一预设防孤岛保护判据，则判定所述目标台区存在孤岛，并触发所述边侧设备对该端侧设备进行第一防孤岛保护操作，同时在获取到所述目标台区中的各个谐波电压含量且所述目标台区中的各个第二电气量数据达到对应的各个越限条件时，在所有所述谐波电压含量中确定出第一谐波电压含量，并确定与所述第一谐波电压含量对应的目标频谱点，依据所述目标频谱点控制与该端侧设备连接的调制电路发出高频电流，确定所述目标频谱点在所述高频电流下的第二谐波电压含量，确定所述端侧设备对应的第二预设防孤岛保护判据，若所述第二谐波电压含量超过所述第二预设防孤岛保护判据，则判定所述目标台区存在孤岛，并触发所述边侧设备对该端侧设备进行第二防孤岛保护操作；每个所述端侧设备中对应包含端侧开关状态；

4、所述边侧设备用于当接收到各个所述端侧开关状态，基于预设拓扑结构分别遍历各个所述端侧开关状态，以在所有所述端侧设备中确定存在开关状态异常的各个目标端侧设备，并对各个所述目标端侧设备进行第三防孤岛保护操作。

5、上述的系统，可选的，每个所述端侧设备中设置有端侧断路器和端侧低压监测单元；

6、所述端侧断路器，用于当所述目标台区存在孤岛时，根据所述边侧设备的控制指令切断其所在端侧设备中的并网电源；

7、所述端侧低压监测单元，用于通过各个所述第一电气量数据感知所述端侧设备对应的所述端侧开关状态。

8、上述的系统，可选的，所述第一电气量数据包括频率数据，所述第一电气量数据对应的第一预设防孤岛保护判据包括频率阈值和频率时间阈值；

9、所述端侧设备在判定所述目标台区存在孤岛的过程中，具体配置为：

10、当任一第一电气量数据中的频率数据超出该第一电气量数据对应的第一预设防孤岛保护判据中的频率阈值，且超出所述频率阈值对应的超限时间大于该第一电气量数据对应的第一预设防孤岛保护判据中的频率时间阈值时，判定所述目标台区存在孤岛。

11、上述的系统，可选的，所述第一电气量数据包括工频电压数据，所述工频电压数据对应的第一预设防孤岛保护判据包括工频电压阈值和工频电压时间阈值；

12、所述端侧设备在判定所述目标台区存在孤岛的过程中，具体配置为：

13、当任一第一电气量数据中的工频电压数据超出该第一电气量数据对应的第一预设防孤岛保护判据中的工频电压阈值，且超出所述工频电压阈值对应的超限时间大于该第一电气量数据对应的第一预设防孤岛保护判据中的工频电压时间阈值时，判定所述目标台区存在孤岛。

14、上述的系统，可选的，所述第一电气量数据包括谐波电压数据、谐波电压频率数据，所述谐波电压数据对应的第一预设防孤岛保护判据包括谐波电压判定阈值、谐波电压频率阈值和谐波电压时间阈值；

15、所述端侧设备在判定所述目标台区存在孤岛的过程中，具体配置为：

16、当任一第一电气量数据中的谐波电压数据超出该第一电气量数据对应的第一预设防孤岛保护判据中的谐波电压判定阈值，且任一第一电气量数据中的谐波电压频率数据超出该第一电气量数据对应的第一预设防孤岛保护判据中的谐波电压频率阈值，同时超出所述谐波电压判定阈值以及超出所述谐波电压频率阈值对应的超限时间大于该第一电气量数据对应的第一预设防孤岛保护判据中的谐波电压时间阈值时，判定所述目标台区存在孤岛。

17、上述的系统，可选的，所述端侧设备在判定所述目标台区存在孤岛前，具体配置为：

18、当所述谐波电压数据对应的谐波变化量超出预设变化量阈值且所述谐波电压频率数据处于所述谐波电压频率阈值内，确定所述谐波变化量超出预设变化量阈值以及所述谐波电压频率数据处于所述谐波电压频率阈值内对应的持续时间，若所述持续时间超出预设防孤岛保护启动时间，则开始判定所述目标台区是否存在孤岛。

19、上述的系统，可选的，所述端侧设备在所有所述谐波电压含量中确定出第一谐波电压含量，具体配置为：

20、确定各个所述谐波电压含量对应的各个幅值；

21、根据各个所述幅值，在各个所述谐波电压含量中将其中幅值为最小值的谐波电压含量确定为所述第一谐波电压含量。

22、本发明还提供一种低压配网协同防孤岛保护方法，适用于由边侧设备和多个端侧设备构成的低压配网协同防孤岛保护系统，所述方法包括：

23、每个所述端侧设备确定所述低压配网协同防孤岛保护系统对应的目标台区中的各个第一电气量数据，并判断每个所述第一电气量数据是否超出其对应的第一预设防孤岛保护判据，当任一所述第一电气量数据超出其对应的第一预设防孤岛保护判据，则判定所述目标台区存在孤岛，并触发所述边侧设备对该端侧设备进行第一防孤岛保护操作，同时在所述端侧设备获取到所述目标台区中的各个谐波电压含量且所述目标台区中的各个第二电气量数据达到对应的各个越限条件时，在所有所述谐波电压含量中确定出第一谐波电压含量，并确定与所述第一谐波电压含量对应的目标频谱点，依据所述目标频谱点控制与该端侧设备连接的调制电路发出高频电流，确定所述目标频谱点在所述高频电流下的第二谐波电压含量，确定所述端侧设备对应的第二预设防孤岛保护判据，若所述第二谐波电压含量超过所述第二预设防孤岛保护判据，则判定所述目标台区存在孤岛，并触发所述边侧设备对该端侧设备进行第二防孤岛保护操作；每个所述端侧设备中对应包含端侧开关状态；

24、当所述边侧设备接收到各个所述端侧开关状态，基于预设拓扑结构分别遍历各个所述端侧开关状态，以在所有所述端侧设备中确定存在开关状态异常的各个目标端侧设备，并对各个所述目标端侧设备进行第三防孤岛保护操作。

25、一种存储介质，所述存储介质包括存储的指令，其中，在所述指令运行时控制所述存储介质所在的设备执行上述的低压配网协同防孤岛保护方法。

26、一种电子设备，包括存储器，以及一个或者一个以上的指令，其中一个或者一个以上指令存储于存储器中，且经配置以由一个或者一个以上处理器执行所在的设备执行上述的低压配网协同防孤岛保护方法。

27、与现有技术相比，本发明包括以下优点：本发明实施例提供一种低压配网协同防孤岛保护系统和方法，包括：由每个端侧设备根据目标台区中的各个第一电气量数据和每个第一电气量数据对应的第一预设防孤岛保护判据，判断目标台区是否存在孤岛，若存在孤岛则进行第一防孤岛保护操作，同时在确定目标台区中的各个第二电气量数据达到与其对应的各个越限条件时，在目标台区的各个谐波电压含量中确定出第一谐波电压含量，进而确定第一谐波电压含量对应的目标频谱点，以便根据目标频谱点控制与该端侧设备连接的调制电路发出高频电流，进而依据该高频电流确定第二谐波电压含量，根据该第二谐波电压含量和与其对应的第二预设防孤岛保护判据，判断目标台区是否存在孤岛，若存在孤岛则进行第二防孤岛保护操作，由边侧设备接收各个端侧设备对应的各个端侧开关状态，利用预设拓扑结构遍历各个端侧开关状态，以确定出存在开关状态异常的多个目标端侧设备，并对这些目标端侧设备进行第三防孤岛保护操作。本发明将第一防孤岛保护操作作为第一道防线，用来保护严重孤岛事件，将第二防孤岛保护操作作为第二道防线，利用孤岛前后等效阻抗的差异性，判据灵敏，检测盲区小，将第三防孤岛保护操作作为第三道防线，作为后备保护，利用这三道防线，解决了在低压台区中进行低压配网协同防孤岛保护时存在检测盲区以及容易发生误动的问题。