基于分布式能源并网点多因子影响的保护监控方法及装置与流程

本发明属于紧急保护电路领域，涉及光伏发电，具体涉及基于分布式能源并网点多因子影响的保护监控方法及装置。

背景技术：

1、目前分布式光伏接入存在的主要问题：

2、1、孤岛效应。孤岛效应是指电网由于各种原因造成中断供电时，光伏发电系统未能及时脱离电网，仍然向公共电网送电，使光伏发电系统和周围的负载组成了一个电力公司无法掌握的自给供电孤岛。光伏发电系统并网运行时如果处于孤岛状态将会对设备造成损坏，影响电力系统安全正常运行，严重时甚至可能威胁线路检修人员的人身安全。因此，在光伏并网发电系统的应用中必须防止孤岛效应。

3、2、光伏发电系统的电压不满足入网要求，不经调节入网会减低电网的供电质量与电网的稳定性。

4、3、对于自发自用的光伏电站，光伏发电不允许流入电网；反之，上网的项目，要防止电网侧向光伏侧反送电，发电侧也需要光伏逆功率保护。

5、现状：

6、1、电网检修安全风险增加。目前对于10kv分布式光伏和380/220v分布式光伏及台区防孤岛装置配置并未做强制要求，各地区配置情况差异较大，运维缺失，装置误动作、不动作概率大幅增加，检修过程中极易发生反送电触电事故，严重危及作业人员人身安全。

7、2、检修工作复杂度提升。当对低压电网进行停电检修或故障停电抢修时，除对台区配电变压器侧进行停电、验电、接地相关保证安全的技术措施外，还需逐一断开接入低压电网的分布式光伏电源并网点的隔离开关，并采取接地、绝缘遮蔽或在断开点加锁、悬挂标示牌等措施防止反送电，增加了抢修时长。

8、3、光伏设备运维管理缺位。光伏设备均为用户资产，无法纳入电力公司设备的统一管理中，主要由所属单位/个人或第三方公司承担主体运维责任。

9、4、缺少主动监测预控手段。分布式光伏接入点分散，目前做的较好的地区是在用户侧安装防孤岛装置、闸刀或空气开关等开断设备，不支持远方操作，无法接入统一平台。运维人员处理并网过压等问题时，缺少实时监测、分析和预警控制等手段。存在用户误动作和盲目送电的安全隐患。

10、以上现状亟需改善，并且在光伏发电系统广泛应用的农村地区，用电环境复杂，使用单一的孤岛判断方式很容易造成误判，进而发生断网，影响光伏发电系统的有效使用。

11、智能微断是在微型断路器的外型、安装形式和标准体系下，实现异常自动分断保护、正常能通信控制闭合/分断操作，故障检测和主动报警，通信读取电力监测参数/用电量计量度数/开关状态，支持485现场总线联网等。

12、智能微断广泛应用于企业、校园、路灯控制、智能家居等领域，但在光伏发电系统中未见应用。

技术实现思路

1、本发明将智能微断应用在光伏发电系统中，实现并网逻辑判断、孤岛判断保护等功能。

2、本发明采用的技术方案：基于分布式能源并网点多因子影响的保护监控方法，基于紧急保护电路装置实现，所述紧急保护电路装置为光伏并网智能微断，所述光伏并网智能微断包括主模块、电源模块和智能断路器模块，所述主模块一端连接电网，另一端通过智能断路器模块连接光伏发电系统的光伏逆变器，所述方法包括：

3、a1、实时采集光伏逆变器和电网的参数；

4、a2、光伏发电系统并网逻辑判断；

5、a3、监控逆功率；

6、a4、被动式孤岛判断；

7、所述a2包括：如果满足电网侧有电压、光伏逆变器无电压输出，主模块控制智能断路器模块合闸；

8、所述a3包括：所述a3包括：对于自发自用且不是余电上网的光伏发电系统，当监视到电流的方向为光伏逆变器侧到电网侧且电流值超过阈值时，主模块控制智能断路器模块跳闸并报警；

9、对于全额上网的光伏发电系统，当监视到电流的方向为电网侧到光伏逆变器侧且电流值超过阈值时，主模块控制智能断路器模块跳闸并报警

10、所述阈值为1a；

11、所述a4包括：

12、对电网侧的采集参数判断以下条件：

13、条件1：如果频率超出50hz±δf，a置1，否则a置0；δf为频率摆动值，取值范围：0.5hz到5.5hz；

14、条件2：如果5次电压谐波畸变率的变化率超过定值r5或7次电压谐波畸变率的变化率超过定值r7，b置1，否则b置0；r5的取值范围：2-3，r7的取值范围：1-2；

15、条件3：如果电压与电流间的夹角大于相角摆动值δa，c置1，否则c置0；δa的取值范围：1度到60度；

16、条件4：如果电压超出220v±δv，d置1，否则d置0；δv为电压摆动值，取值范围：22v到198v；

17、计算判断条件x：

18、x= 40% *a+ 20*% b+20%*c+20%*d；

19、如果x≥0.4且持续时间大于t，主模块控制智能断路器模块跳闸。

20、本发明还提出了实现上述方法的基于分布式能源并网点多因子影响的保护监控装置，所述装置包括信息获取模块、并网逻辑判断模块、逆功率监控模块和被动式孤岛判断模块，所述信息获取模块完成实时采集光伏逆变器和电网的参数，所述并网逻辑判断模块完成光伏发电系统并网逻辑判断，所述逆功率监控模块完成监控逆功率，所述被动式孤岛判断模块完成被动式孤岛判断。

21、有益效果：本发明将光伏并网智能微断安装在光伏发电系统的并网点，采集电网和光伏发电系统的参数，判断电能质量，及时调节光伏发电系统的输出，满足供电质量要求；在用电环境复杂的农村地区，根据多个影响因子判断孤岛的发生，判据科学合理，减少误判，保证光伏发电系统的正常使用。

技术特征：

1.基于分布式能源并网点多因子影响的保护监控方法，基于紧急保护电路装置实现，所述紧急保护电路装置为光伏并网智能微断，所述光伏并网智能微断包括主模块、电源模块和智能断路器模块，所述主模块一端连接电网，另一端通过智能断路器模块连接光伏发电系统的光伏逆变器，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的基于分布式能源并网点多因子影响的保护监控方法，其特征在于，所述a4中还包括：

3.根据权利要求1所述的基于分布式能源并网点多因子影响的保护监控方法，其特征在于，所述方法还包括：

4.根据权利要求1所述的基于分布式能源并网点多因子影响的保护监控方法，其特征在于，所述方法还包括：

5.根据权利要求1所述的基于分布式能源并网点多因子影响的保护监控方法，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的基于分布式能源并网点多因子影响的保护监控方法，其特征在于，所述光伏并网智能微断与网关机通信连接，通信连接方式为宽带载波hplc方式或微功率rf方式或宽带载波hplc＋微功率rf方式；所述主模块通过rs485加电力线方式与智能断路器模块连接，所述主模块与光伏逆变器通过rs485连接。

7.根据权利要求6所述的基于分布式能源并网点多因子影响的保护监控方法，其特征在于，所述a1中，主模块通过自身的ad采样获取光伏逆变器交流侧的参数。

8.根据权利要求6所述的基于分布式能源并网点多因子影响的保护监控方法，其特征在于，所述a1中，主模块与智能断路器模块通信获取光伏逆变器交流侧的参数，或者主模块通过与光伏逆变器通信获取光伏逆变器交流侧和直流侧的参数。

9.基于分布式能源并网点多因子影响的保护监控装置，实现权利要求1所述的基于分布式能源并网点多因子影响的保护监控方法，其特征在于，所述装置包括信息获取模块、并网逻辑判断模块、逆功率监控模块和被动式孤岛判断模块，所述信息获取模块完成实时采集光伏逆变器和电网的参数，所述并网逻辑判断模块完成光伏发电系统并网逻辑判断，所述逆功率监控模块完成监控逆功率，所述被动式孤岛判断模块完成被动式孤岛判断。

10.根据权利要求9所述的基于分布式能源并网点多因子影响的保护监控装置，实现权利要求1-8任一所述的基于分布式能源并网点多因子影响的保护监控方法，其特征在于，所述装置还包括相序选择模块和电压自调节模块，所述相序选择模块完成光伏发电系统并网时的相序选择，所述电压自调节模块完成并网点电压自调节。

技术总结
基于分布式能源并网点多因子影响的保护监控方法及装置，属于光伏发电领域，基于光伏并网智能微断实现，所述方法包括：A1、实时采集光伏逆变器和电网的参数；A2、光伏发电系统并网逻辑判断；A3、监控逆功率；A4、被动式孤岛判断；所述装置包括信息获取模块、并网逻辑判断模块、逆功率监控模块、被动式孤岛判断模块、相序选择模块和电压自调节模块。本发明将光伏并网智能微断安装在光伏发电系统的并网点，采集电网和光伏发电系统的参数，判断电能质量，及时调节光伏发电系统的输出，满足供电质量要求；在用电环境复杂的农村地区，根据多个影响因子判断孤岛的发生，判据科学合理，减少误判，保证光伏发电系统的正常使用。

技术研发人员：李春海,翟志国,陆志远,崔振伟,朱建磊,宫飞红,张朋朋,支智勇,李世敏,杨珂
受保护的技术使用者：石家庄科林物联网科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11