一种防孤岛保护系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种防孤岛保护系统及方法，属于分布式发电技术领域。
【背景技术】
[0002]孤岛效应是分布式发电并网中存在的一个重要问题，所谓孤岛效应是指当电力公司因供电故障或停电维修而跳脱时，各个用户端的并网发电系统和周围的负载形成一个电力公司无法掌控的自给供电孤岛。这种自给的孤岛现象会对维修人员和用电设备甚至电网产生严重的后果，因此分布式发电系统要能及时地检测到孤岛效应的发生。为了能够快速准确检测到孤岛效应，电力公司一般要求在分布式电源公共连接点安装防孤岛保护装置，一旦检测到孤岛形成时，快速跳开分布式电源。
[0003]防孤岛保护的常用原理主要包括主动式、被动式和基于通信连跳方式。主动式原理一般需要通过对电网施加扰动信号，实施起来较复杂且影响电能质量，因此在继电保护装置中少有采用；被动式常用的原理是过/低电压和过/低频率检测法，主要优点是原理简单、易于实现，但是检测具有一定盲区；基于通信连跳方式通过检测开关位置实时判断并网系统是否发生孤岛，是孤岛检测最为直接的方法，具有灵敏度高、速动性好的特点，但是采用光纤通信需要铺设光纤，容易受到经济性和施工不便的约束，许多场合实施起来比较困难。
【发明内容】
[0004]针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种防孤岛保护系统及方法，采用基于无线连跳和低/过频率、低/过电压的综合防孤岛保护原理，具有提高防孤岛保护系统的经济性以及防孤岛保护的灵敏性和可靠性的特点。
[0005]为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现:
[0006]本发明的一种防孤岛保护系统，包括位于变电站内的站域孤岛检测装置、无线通信系统和位于分布式发电站内的防孤岛保护装置；所述站域孤岛检测装置，用于采集变电站内各个断路器位置，实时检测公共电网是否失电并形成孤岛，并通过无线通信系统发送报文至防孤岛保护装置；所述无线通信系统包括变电站无线路由器、分布式发电站无线路由器和无线通信网络；所述防孤岛保护装置，通过所述无线通信系统传输接收站域孤岛检测装置发送的通信报文，采集分布式发电站公共连接点处的电压及频率，在满足以下任一条件时:1)收到无线连跳报文；2)无线通信正常，满足低/过频及低/过压非灵敏段判据；3)无线通信异常，满足低/过频及低/过压灵敏段判据，控制公共连接点断路器跳闸。
[0007]上述低/过频及低/过压非灵敏段判据为:
[0008](Upcc>Uov.set) U (Upcc〈Uuv.set) U (fpcc>fof.set) U (fpcc<fuf.set)
[0009]其中，Up。。为公共连接点处的电压、f 为公共连接点处的频率、U OT.Mt为过电压非灵敏段定值、UUV.SJ%低电压非灵敏段定值、。.…为过频非灵敏段定值、fuf.Mt为低频非灵敏段定值。
[0010]上述低/过频及低/过压灵敏段判据为:
[0011](Upcc>Uov.set s) U (Upcc〈Uuv.set—s) U (fpcc>fof.set s) u (fpcc<fuf.set s)
[0012]UOT.set—3为过电压灵敏段定值、Uuv.set—3为低电压灵敏段定值、frf.set—s为过频灵敏段定值、fuf.s(3t—s为低频灵敏段定值；
[001 3]中，Uov.set〉Uov.set—s，Uuv.set〈Uuv.set—s ? f of.set〉f of.set—si f uf.set〈f uf.set—s 0
[0014]上述无线通信网络包括3G、4G网络。
[0015]本发明的防孤岛保护系统的保护方法，具体包括以下几个步骤:
[0016](1)所述站域孤岛检测装置采集变电站内各个断路器位置，当变电站内任一断路器由合位变为分位时，则判断是否失电并形成孤岛(该方法为现有技术，此处不再赘述)，若有孤岛形成则发送连跳报文至变电站无线路由器；
[0017](2)所述变电站无线路由器透传站域孤岛检测装置发送的报文，若无连跳报文可发，每隔周期T发送一次心跳报文至分布式发电站无线路由器；
[0018](3)所述分布式发电站无线路由器通过无线通信网络接收变电站无线路由器透传的报文，并发送至防孤岛保护装置；
[0019](4)所述防孤岛保护装置检测无线通信是否正常，若超过时间T+ □ t收不到心跳报文，则判为无线通信异常，否则判为无线通信正常；
[0020](5)若无线通信正常，所述防孤岛保护装置检测是否收到站域孤岛检测装置发送的连跳报文，若收到，跳闸公共连接点断路器；若没有收到，则采用低/过频及低/过压非灵敏段判据进行孤岛状态判别，如果满足低/过频及低/过压非灵敏段判据，则跳闸公共连接点断路器，如果不满足，则转向步骤(4);若无线通信异常，采用低/过频及低/过压灵敏段判据进行孤岛状态判别，如果满足低/过频及低/过压灵敏段判据，则跳闸公共连接点断路器，如果不满足，则转向步骤(4)。
[0021]步骤⑵中，周期T取0.5s?5s。
[0022]步骤⑷中，□ t取Is?2s。
[0023]本发明通过站域孤岛检测装置、无线通信系统、防孤岛保护装置构成防孤岛保护系统。采用无线连跳原理，克服了常规光纤连跳经济性差的问题；采用基于无线连跳、低/过频及低/过压的综合防孤岛保护原理，既解决了基于频率电压原理的防孤岛保护的检测盲区问题也克服了采用单一无线连跳原理因通信中断保护拒动的问题；频率电压原理的防孤岛保护包含低/过频及低/过压灵敏段和非灵敏段判据，解决了传统被动式防孤岛保护灵敏性与可靠性之间的矛盾。
【附图说明】
[0024]图1为本发明实施例提供的一种防孤岛保护系统的原理示意图；
[0025]图2为本发明实施例提供的一种防孤岛保护方法的工作流程图；
[0026]图3为本发明实施例提供的灵敏段与非灵敏段定值关系图。
【具体实施方式】
[0027]为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合【具体实施方式】，进一步阐述本发明。
[0028]本发明提供的一种防孤岛保护系统实施例，如图1所示，一种防孤岛保护系统包括站域孤岛检测装置、无线通信系统、防孤岛保护装置，其中:站域孤岛检测装置位于变电站内，采集变电站内主变高压侧开关DL1、DL2、DL3开关位置、主变低压侧开关DL4、DL5以及所有馈线开关Fl、F2、Fn位置，实时检测公共电网是否失电并产生孤岛；无线通信系统包含3G/4G无线路由器以及3G/4G公共网络。
[0029]防孤岛保护装置位于分布式发电站内，采集分布式电站公共连接点的电压并能控制并网开关分闸；防孤岛保护装置包含基于无线连跳和低/过频及低/过压的综合防孤岛保护原理；防孤岛保护装置通过无线通信系统接收站域孤岛检测装置发送的通信报文。
[0030]本发明提供的一种防孤岛保护方法实施例，步骤如下:
[0031](1)站域孤岛检测装置采集变电站内主变高压侧开关DL1、DL2、DL3开关位置、主变低压侧开关DL4、DL5以及所有馈线开关Fl、F2、Fn位置，当满足以下任一条件时，发送报文至3G/4G变电站无线路