CN101919133B - 发电机配置 - Google Patents

Abstract

在用于发电机配置的配电网内部有可能建立动力岛，其中第二发电机(18)提供电力到本地捕获的负载。这些第二发电机(18)在作为动力岛的部分的周期期间可能从配电网的电力供应特性脱离。已知提供比较器来确定作为发电机配置的部分的第二发电机(18)和第一发电机(11)之间的分歧。这种现有的比较器也已经不能区分全系统在电力特性方面的波动和在动力岛中的局部分歧。由通过配电网确定电力特性的同步是已知的，但是这会显著增加系统需求。机会发射机根据被第一发电机提供的电力寄生地调制的发射机信号被使用。因此，将第二发电机电力特性与作为电力供应到发射机(73)的结果的供应寄生调制的比较，可以确定开关(19)是否应该被操作来将第二发电机(18)从配电网隔离。

Description

发电机配置

技术领域

本发明涉及发电机配置(arrangement)并且更具体地涉及分布式发电机配置(distributed electrical generator arrangements)，在分布式发电机配置中多个发电机全部被连接到适当的配电网(electricaldistribution network)中以便提供遍布配电网的电力。

背景技术

为了能够有效地和更好地使用各种发电源，越来越理想地利用太阳能和风能作为主要发电源。由于它们的属性，这些发电源是小的并且比之前的大型常规的发电站发电机更加分散。小型发电机倾向于被连接到较低电压配电系统。较高电压电传输系统从较高电力的常规发电站接收电力。较低和较高电压系统通过变换器连接。

图1提供典型的现有技术的分布式发电机配置的图示。在这种情况下，在高压发电站的发电机11具有高压发电机断路器12，该高压发电机断路器12将发电机11连接到高压配电网或者系统13。较低电压电力系统14通过一个或多个电变换器15被连接到较高电压电力系统13。各电变换器15可能装备有高压断路器16和低压断路器17。分布式发电机18通过发电机断路器19被连接到较低电压电力系统。变换器15允许低压发电机18被连接到高压配电系统13、和允许高压发电机11被连接到低压配电系统14。

将要理解的是关于如在图1中定义的分布式网络或者系统的一种潜在情况涉及所谓的“孤岛效应(islanding)”。图2提供这种孤岛效应的示意性图示。在图2中已经使用了与图1中使用的参考标记相同的参考标记用于对照。当分布式发电机从它通常所连接到的配电系统或者配电网的剩余部分断开时发生“孤岛效应”。“孤岛效应”的例子是当将较低压电力系统14连接到较高压电力系统13的电变换器15的高压断路器16响应于故障21或者其它情况断开时。分布式发电机18在这种情况下可能仍然继续稳定地工作并且简单地供应被称作“捕获的负载(trapped load)”的局部需求(local demand)。由断路器16的断开造成的隔离区域被称作“动力岛(power island)”，如其所表明的，“动力岛”可能根据电力需要和发电机18提供的电力之间的近似平衡而自给(self-sustained)。

动力岛或者孤岛效应可能产生关于操作分布式系统或者网络的很多风险和问题。例如，当供应持续来自仍然连接着的发电机18时，由于维护人员可能认为分布式系统的部分没有被通电而有电击的危险。还可以理解的是，可能以与为整个配电网而定义的期望的或者规定的极限相反的电压或者频率提供电能。还可以理解的是，不接地的分配将继续向配电网的部分通电，这可能构成公共危险并且在某些制度下是非法的。对于关于正在运行中的配电网的维护的特别关注是分布式发电机18持续向电力网的部分通电，使得一旦断路器被关闭并且动力岛返回到整个配电网那么就有相应的电力发电机18的“异相”再接入的重大风险。例如，如关于图2所示的，故障21可能会在高压电力系统13和电变换器15之间的高压电路上发生。控制断路器16的保护装置将检测到故障电流并且断开断路器16来中断故障电流。可能的是，断路器16可能配有自动再次接通机制(未示出)，这种机制检测故障电流的中断并且等待预定的时间段以让故障电流去电离。在该时间段逝去后，自动再次接通机制将再次接通断路器16以尝试恢复到电变换器15的电力供应。但是，当断路器16断开的期间有分布式发电机18的电压、频率和相位已经漂移远离高压电力系统13的电压频率和相位的风险。再次接通将因此在异相状态发生，伴随着高压电力系统13和分布式发电机18之间的电压差导致大电流。这种大电流的结果可以是灾难性的，结果给开关装置带来毁坏和对发电机18自身的损坏。

采用高压电力系统，已知的是提供“检查同步”保护监视器或者以其它方式提供相应的断路器。这种保护测量断开开关，即断路器，各端的电压，并且仅仅当各端的电压具有类似的幅度并且已经被同步或者当开关的一端或者两端不通电时才允许开关闭合。但是检查同步保护很少被使用在低压电力系统，因为为开关装置的每一项都提供这种同步保护通常不经济并且常常不切实际。

图3示出可替换的方法，以通过所谓的“电力网损失(loss-of-mains)”监视技术提供孤岛效应保护。在图3描述的例子中，孤岛效应保护31可能使用变压器32来测量发电机终端电压和可能经变流器(未示出)测量发电机的电流输出。如果孤岛效应保护31检测到孤岛效应那么它将采取缓和行动，其可能包括通过跳闸机制(tripping mechanism)33为发电机18断开发电机断路器19。在图3中示出的配置是岛保护的流行形式并且被称为“频率变化率(ROCOF)”保护。操作的原理是假定紧接着动力岛的形成之后将有发电和需要的失配直到发电机调压器使发电与需要匹配。这种失配造成频率的突然改变，其由保护31检测。

不幸的是，频率变化率保护不能区分由于电力孤岛效应和全系统的频率干扰所引起的局部的频率改变。将理解的是，在如图1、2和3中所描绘的主发电机11或者高负载或者其它资源的切换的损失之后，频率有可能突然下降。图4提供了主发电机11的损失的可能的后果的图示。在这种情况下，高压电力系统13将损失来自发电机11的输出。这种损失可能是由于故障或其它原因导致的断路器12断开的结果。这种损失将拒绝到高压电力系统13的发电机11的输出。电力系统将突然改变并且将导致电力系统频率瞬变(frequencytransient)。这种频率瞬变将通过电变换器15被传输到较低电压电力系统14。这种频率瞬变可能足够强烈以至于用于分布式发电机18的保护31将断开断路器19以隔离分布式发电机18。通过对分布式发电机18的这种隔离，将理解到来自该发电机18的电力输出也丢失，加剧了总体系统干扰并且威胁系统安全性。即使电力系统从干扰中恢复，分布式发电机18的麻烦的失误将是令人讨厌的，因为这会造成经济损失。例如，如果分布式发电机18是综合的供热并发电系统的一部分，可以理解这种综合的供热并发电系统可能正在供热到这样的过程，该过程不能容忍甚至是简短的供应的中断，该供应的中断导致由干扰处理状态造成的经济损失。

一种改进频率变化率保护31的总体性能的方法是安排分布式发电机18的输出的频率的局部变化与在高压电力系统上的一个或多个位置处的相似的测量(measurement)的比较。因此，分布式发电机18的跳闸(trip)和隔离仅仅当频率的局部变化和高压电力系统上的频率的变化之间的比较指示电力孤岛效应时才发生。该过程被称作“频率变化率的比较”(COROCOF)并且在图5中示出。如前所述，频率变换率由在高压系统13上的位置处的监视器中继51(monitorrelay)测量。如果监视器51测量很可能使局部发电机监视器31跳闸的系统干扰，那么监视器51将运行发射机52。该发射机52将闭锁信号53(blocking signal)发送到与系统55频率变化率的变化关联的无线接收机54，系统55又连接到与分布式发电机18关联的监视器31。系统55将阻止监视器31的运行并且从而避免通过跳闸33的断路器19的断开。因此，如果系统55阻止运行，那么可以理解的是断路器19不会由于诸如由主发电机11的切换而造成的整个系统频率干扰确定而断开。

比较频率变化率的保护通常是有效的。但是，可以理解的是，需要若干中继监视器31在实际的分布式网络以及发射机源中用于关联的分布式发电机18以及在配电系统上的各个位置用于测量电力系统频率的相关装置。各个发射机源将能够发送闭锁信号到无线接收机54和关联的比较器55以便阻止监视器31的运行，保证断开断路器19的跳闸信号33不被发送，从而阻止对发电机18的隔离。在这种情况下，必需装配区分系统或者比较器55以从相应的发射机源51一次性地或者分别地接收若干闭锁信号53。

图6示出在分布式发电机18的孤岛效应之后的配电系统的状态。这种孤岛效应可能是响应于故障21或其它因素，断开将较低电压系统13连接到较高电压系统14的电变换器15的高压断路器16的结果。较低电压电力系统14遭受频率瞬变。但是，较高电压电力系统13没有遭受频率瞬变，从而没有闭锁信号被发送。在这种情况下，控制用于发电机18的断路器19的频率变化率监视器31没有接收闭锁信号。监视器31随后将断开断路器19以隔离发电机18或者通过一些其它控制或者减轻行为提供更复杂的响应。提供频率变化率的比较系统的特殊优势在于如果该系统失效，因此没有检测到闭锁信号，该配置将有效地默认为普通的频率变化率保护系统。尽管指示出一些假的和错误的分布式发电机18的跳闸和隔离，总体保护仍然得以维持。但是，为了确认操作，通常发射机53被设计为周期性地发布测试闭锁信号。在这种情况下，保护系统提供两个附加功能。第一，如果保护系统没有接收到预期的周期性测试闭锁信号，那么它将响起警报。进一步，如果没有接收到周期性测试闭锁信号，那么保护系统55将通常被配置成默认成预定的设置或者特性，其提供在快速行动响应电力孤岛效应和为全系统的频率瞬变提供一些免疫之间的可接受的折衷。

在未受干扰的系统状态期间，可以理解的是保护系统将忽略周期性测试闭锁信号。但是，有周期性测试闭锁信号与在动力岛状态运行的分布式发电机相符合的风险。在这种情况下，监视器31将会被阻止运行。可以通过编码闭锁信号53来保证监视器51依赖于配电系统13的特定特性而运行来降低这种错误操作的可能性。在这种情况下，仅当闭锁信号53的调制与来自分布式发电机18的输出的波形对应并且因此指示发电机18仍然连接着高压电力系统13时，保护系统55将闭锁监视器中继31。

尽管用于保护系统的比较的频率变化率比较器是有效的，可以理解的是需要建立闭锁发射机51来发送闭锁系统。这种发射机51将需要特殊的许可并且无论如何将增加提供保护的费用。如前所述，为低压电力系统提供检查同步保护系统是被认为不经济的并且因此提供特殊闭锁发射机的需要也可以被认为过于昂贵。替代性的闭锁信号可以与用于其它通信业务的发射机共享，该其它通信业务虽然比较便宜但是需要这种进一步的通信系统的运营商接收闭锁系统的提供但不造成与用于那些特定传输系统的其它业务的不适当干扰。另一替代是提供可以被陆上通信电路发送的闭锁信号，但是，通常这种方法将比射频传输系统更昂贵。理想的是，找到一种实现关于包括分布式发电机网络的发电机配置的频率变化率保护系统的比较的更加实际的方法。

发明内容

本发明的多个方面提供一种发电机配置，其包括具有第一发电机和第二发电机的配电网，第一发电机被配置成向发射机源提供电力，第二发电机通过开关耦合到配电网以使能第二发电机的隔离，开关与将由第二发电机提供的电压的相位和/或频率与由第一发电机向发射机提供的电压的相位和/或频率中的变化引起的来自发射机的发射机信号的寄生调制(incidental modulation)进行比较的电子特性比较器关联，比较器被配置成根据发射信号的寄生调制和由第二发电机提供的电压的相位和/或频率的变化来操作开关来隔离或连接第二发电机到配电网。

替代地，根据本发明的多个方面，提供了一种控制发电机配电网的方法，该配电网包括第一发电机和第二发电机，第一发电机向发射机源提供电力，第二发电机通过开关耦合到该网络，该开关与电子特性比较器相关联，该方法使用电子比较器将由第二发电机提供的电压的相位和/或频率与由第一发电机向发射机提供的电压的相位和/或频率的变化引起的来自发射机的发射信号的寄生调制进行比较，该方法使用各自的第二发电机的电压的相位和/或频率与发射信号的寄生调制之间的相似性和/或不一致来控制开关。

典型地，第一发电机与第二发电机相比是高压发电机。

典型地，相对于与第一发电机关联的高压系统，开关是到配电网的低压系统的断路器，低压系统和高压系统通过变换器耦合。通常，该变换器具有到高压系统的断路器和到低压系统的断路器。

典型地，发射机通过变换器与第一发电机关联。

典型地，比较器是频率变化率比较器。替代地，该比较器是用于电压的电压矢量偏移比较器。

通常，有多个第一发电机。典型地，有多个第二发电机。典型地，配电网包括高压电力系统和电压电力系统。

典型地，有多个发射机。通常，比较器包括用于区分发射机的装置。可能地，比较器包括用于识别可能与第二发电机关联的被禁止的发射机的装置。

典型地，第二发电机可以提供电力到由配电网的部分定义的动力岛并且开关被配置成，当正如由比较器确定第二发电机的电压的相位和/或频率与由第一发电机的不同时，将第二发电机从动力岛隔离。

附图说明

现在将通过示例的方式并参考附图描述本发明的多个方面，其中：

图7提供根据本发明的多个方面的发电机配置在正常操作期间的示意性图示；

图8提供图7中描述的配置在电力孤岛效应时期的示意性图示；以及

图9示出在其中比较器被配置为区分发射机的发电机配置。

具体实施方式

可以理解的是，比较的频率变化率(COROCOF)方法来操作性地控制发电机配置依赖于在分布式发电机18的输出的电压波形的测量与在配电网的一个或多个分布式位置的电压波形和测量的比较。这些分布式的位置将典型地在与那个网络关联的高压电力系统中。COROCOF方法允许判断发电机是否失去了与配电网其余部分的同步并因此已经成为动力岛。在这种情况下，比较是通过在一处或多处位置的波形的测量而完成的并且该测量必须作为信号被发射到装配有保护的分布式发电机以将发射机信号与相关联的分布式发电机的输出的电压波形进行比较。关于发送信号从分布式位置用于比较产生了问题。根据本发明的多个方面，避免了关于提供专用发射机的问题。

本发明的多个方面使用“机会发射机(transmitters ofopportunity)”来提供比较的信号用于关于通过分布式发电机确定电力孤岛效应。这些机会发射机是现有的广播无线电发射机，该广播无线电发射机可以被用于提供相位和频率参考信号以便确定电力孤岛效应。现有的无线电发射机根据那些发射机的寄生调制由关联的发电机使用。为了阐述的目的，用于发射机的这些发电机将被称为第一发电机。

可以理解，无线电发射机通过射频载波通过包含要发送的信息的较低频率信号发送信息。调制的普通形式是较低频率信号改变射频载波的幅度的调幅(AM)和较低频率信号改变射频载波的频率的调频(FM)。完美的无线电发射机将仅产生一种类型的调制。但是，实际上发射机是不够理想和完美的并且因此产生其它形式的调制。这些其它形式的调制被称为“寄生调制”。寄生调制通常是有害和多余的，因为这样的寄生调制可能造成对通信的干扰。在这种情况下，大多数发射机被设计成寻求最小化寄生调制，尽管寄生调制不可能被完全去除。

本发明的多个方面将现有的寄生调制用于所指示的由第一发电机产生的发射信号。一些寄生调制将是通过来自第一发电机的到发射机的电力供应的变化的射频载波的调制。该分量可以被称为“供应寄生调制”，其根据本发明的多个方面被使用。如果发射机具有交流电供应，那么供应寄生调制将包含交流电频率的谐波。可以理解，根据发射机是否具有来自第一发电机的单相或三相供应，供应寄生调制将是单相供应寄生调制或者三相供应寄生调制。单相供应寄生调制将是交流电供应频率的两倍(忽略高阶谐波)，但是三相供应寄生调制将是交流电供应频率的六倍(忽略高阶谐波)。

通过使用供应寄生调制的频率，正被讨论的到发射机的交流电供应的频率的固定倍数，可以理解，所关联的第一发电机的可测量频率是可获得的。在这种情况下，根据本发明的多个方面，供应寄生调制可以被用作比较信号用于保护区分和控制。

已知提供测量分布式发电机18的输出电压的频率的频率变化率监视器(图3-6)。为了描述的目的，分布式发电机18将被称为第二发电机。当装配到第二发电机的频率变化率监视器测量到超过保护等级的频率变化率时，那么监视器将来自第二发电机的输出电压的频率和频率变化率与相似的供应寄生调制的特性进行比较。该比较将允许供应寄生调制是到正被讨论的从第一发电机到发射机的交流电频率的固定倍数并且因此通常也是第二发电机的输出的固定倍数频率。该比较通常是按照“标幺制(per-unit)”，其是一种广泛用于电气工程的方法。以标幺制的方式，数量或者数量的改变被表达为基本量的分数。例如，在50Hz的系统上1Hz频率的改变是1/50＝0.02pu的改变。

本发明的多个方面可以被认为是用于供应寄生调制区分保护的系统。图7示出在全系统频率干扰期间的发电机配置。对于与在图1-6中描述的现有配置一致的发电机配置的元件，使用相同的参考标记。在图7中，变换器71连接低压电力供应系统72到前述的配电网的高压电力系统13。可能地，变换器71装配了断路器，但这些断路器与根据本发明的多个方面的保护系统不相关，并且因此没有被示出或者描述。高压系统72供应广播发射机73，广播发射机73不仅广播需要的信号而且广播供应寄生调制74。提供到发射机73的电力来自第一发电机11，该第一发电机11通过变换器71耦合到高压系统30。

第二分布式发电机18具有频率变化率中继监视器31以提供前述的岛保护。根据本发明的多个方面，提供给第二分布式发电机18的保护系统也包括了供应寄生调制区分保护(SIMOD)模块。该模块75测量第二发电机18的输出的电压波形并且将其与通过接收机76从发射机73接收的供应寄生调制74比较。

如果发生了全系统频率干扰，例如，由于第一高压发电机12的损失，以下因素将适用：

a)第二发电机18的频率和由模块75确定的供应寄生调制两者的标幺制频率将会相同。

b)第二发电机18电压和由模块75确定的供应寄生调制的标幺制频率变化率将相同。

c)第二发电机输出电压和由块25确定的供应寄生调制之间的相位角将不改变。

如前所述，模块75将作为区分器以便进行上述比较并且将推断尽管有根据第二发电机18的输出的电压波形测量的频率瞬变，第二发电机仍然连接着系统的剩余部分。在这种情况下，按照区分的模块75将根据提供跳闸33以断开断路器开关19来隔离第二发电机18来闭锁监视器31的操作。第二发电机18将继续连接着配电网并且通过变换器15提供电力到低压电力系统14以及高压电力系统13。

图8示出了在动力岛事件期间根据本发明的多个方面的发电机配置。如前所述，为了保持一致，关于功能元件，使用与用于图1-7各图的参考标记相同的参考标记。在图8中，由根据本发明的多个方面的发电机配置和方法确定动力岛。当连接低压系统14到高压系统13的变换器15的高压断路器16响应于故障或其它原因断开时，上述的动力岛被创建。根据本发明的多个方面，第二分布式发电机18可以稳定地继续运行。所述的发电机18将典型地供应局部需求(捕获的负载)以便维持所谓的动力岛。在动力岛事件期间，第二分布式发电机18将提供以下特性：

a)第二发电机18的输出电压的标幺制频率将与由模块75确定的供应寄生调制74不同。

b)第二发电机18的输出电压的标幺制频率变化率将与由模块75确定的供应寄生调制74的标幺制频率变化率不同。

c)第二发电机18的输出电压和电力寄生调制74之间的相位角会突然改变并且此后随着时间变化。

在上述情况下，SIMOD区分模块75将进行上述比较并且推断在第二或者分布式发电机18的输出的电压波形中测量到的瞬变是由于第二发电机成为了动力岛的一部分。在这种情况下，模块75开启与第二或者分布式发电机18相关联的频率变化率中继监视器31的操作。在这种情况下，中继监视器将提供跳闸信号33到第二或者分布式发电机18的断路器开关19以断开开关19。在这种情况下，第二发电机18将从低压系统14隔离。

如同所有通信系统一样，从发射机73接收到接收机76的令人满意的供应寄生调制信号有可能失败。这种失败可能是由于因为故障、维护或其它原因，或者电干扰造成的机会发射机中的一个或多个的失败的结果。在这种情况下，根据本发明的多个方面的发电机配置和方法将被设计成减轻这种失败的后果以从配电网中的一个或多个位置接收足够的令人满意的供应寄生调制信号74作为用于来自第二发电机的电压输出的参考。这种减轻将会产生可与现有技术的频率变化保护系统匹敌的保护系统。在现有技术的系统中，可以理解的是，如果比较系统失败的话，那么该保护系统将被设计成默认为普通频率变化率保护状态，从而整体保护不会更糟。但是，在这种情况下的保护系统如果在长的或者拖延的时间期间没有接收到令人满意的供应寄生调制信号74，那么它将发出警报。可以理解的是，根据本发明的多个方面的发电机配置和方法可以被配置成采取进一步的缓和行动，诸如例如，默认成选择作为响应于电力孤岛效应的快速行动和对全系统频率瞬变的合理的免疫之间的可接受的折衷的不同的保护设置或者特性。

如上所述，关于本发明的多个方面的特别的优点是关于配电网的现有的发射机的使用。对于调频发射机，可以理解的是，发射机有可能产生被调幅的供应寄生调制74。但是，也可以理解的是，不同的实施例可采用不同的调制形式，因此，例如，一个实施例可以使用产生调频的供应寄生调制的调幅寄生发射机。进一步，使用不同形式的调制的各种发射机可以被使用，从而关于机会发射机的使用的灵活性可以被内建到发电机配置和方法中来确保操作上的合适的健壮性。

应当理解的是，应当在各自的发射机和发射机场地(transmittersite)之间进行清楚的区分。发射机是产生用于由可能在发射机天线杆或者塔上的天线进行的发射的射频能量的电子装置。为节省费用，若干个发射机通常将会被关联到同一发射机天线杆或者塔，并且若干个天线杆或者塔可占用同一发射机场地。在这种情况下，本发明的多个方面采用通常具有来自服务于若干个发射机的第一发电机的相同的电力供应的发射机源或者发射机场地，并且因此这些若干个发射机将根据来自那个第一发电机的相同的共用的电力供应来运行。根据本发明的多个方面，上述的这个发射机场地将被看做发射机源，其中对于来自那个发射机源的发射信号的每一个，供应寄生调制将会一致，即使可能有若干个单独的不同的发射机信号被从同一发射机源发射。例如，可能有6个发射机场地91-96，每一个提供各自的频率和调制的发射信号，根据本发明的多个方面其可以提供供应寄生调制的源。可以理解的是，在同一场地或者发射机源91-96的每一个发射机通常将根据同一电力网(mains)电力供应运行，为了描述的目的该电源电力供应由第一发电机提供。在这种情况下，根据本发明的多个方面发射机源的每一个发射机将不会提供多个独立的供应寄生调制的源用于由SIMOD模块75进行比较。如果到发射机场地91-96中的一个的电力网电力有损失的话，那么来自在那个场地的所有发射机的供应寄生调制将会丢失，但是在其它场地91-96的其它发射机将继续工作。在这种情况下，根据本发明的多个方面，SIMOD模块将会被配置，使得它可以如实际的那样从多个发射机源或场地以及从各自的发射机接收信号以便如果在一个发射机源或者场地的发射机失败那么在那个源或者场地的其它发射机将继续提供供应寄生调制给模块75使用，或者如果整个发射机源或者场地失败的话，那么其它发射机源或者场地是可用的。在这种情况下，发电机配置和方法将不容易受到在特定发射机场地或者源的各自的发射机或者所有发射机失败的影响。

，从在同一发射源或者场地的所有发射机接收发射通常就测量由在那个发射机源的电力供应引起的供应寄生调制而言是有帮助的。由交流电供应引起的供应寄生调制通常对于在那个发射机源的所有发射机和信号都通用。进一步，如上所述的，被发射信号通常将会是具有载波性质，并且对于确定供应寄生调制，特定的载波与其它相比可能更加有用。在这种情况下，如前所述，根据本发明的多个方面，所有那些最有效的被发射信号可以被SIMOD模块75使用。在这种情况下，根据本发明的多个方面关于SIMOD模块75被使用的接收机76可以具有自动调谐特征，该自动调谐特征选择较强的被发射信号用于比较，尤其是那些具有最相近地对应于第二或者分布式发电机18的输出的电压波形的供应寄生调制的信号。

尽管根据本发明的多个方面，对供应寄生调制区分的使用提供了改进的性能，但是可以理解，必须要关注涉及可能扭曲或者损坏根据本发明的多个方面的发电机配置操作或者方法的情况。这种情况包括发射机源由备用发电机系统供应而不是根据本发明的多个方面的第一发电机供应的情况、以及动力岛自身包括发射机或者发射机源的情况。

关于由备用发电源供应的发射机源，可以理解的是，在这种情况下的发射机，尽管来自第一发电机的电力供应失败，它仍将提供产生无线电发射信号。备用发电系统的相位和频率与分别在配电网的电系统13、14的第一发电机和第二发电机的相位和频率不同。在这种情况下，这些不同的结果意味着由发射机所提供的供应寄生调制将相对于高和低电压系统13、14漂移。在这种情况下，从备用发电系统产生的供应寄生调制对于根据本发明的多个方面的区分目的将会无用。在这种情况下，本发明的多个方面通过以下方式避免关于区分的这种风险：

a)当监视器31检测到第二或者分布式发电机18的输出的电压中的频率瞬变时，SIMOD模块75将仅仅进行相位、频率和频率变化率的比较。这种方法将避免模块75响应于由第一发电机提供到一个或多个发射机源的电力网交流电力供应的故障产生的一个或多个供应寄生调制信号的瞬变而错误运行。

b)如果SIMOD模块75检测到来自一个或多个发射机源的供应寄生调制改变或者与来自第二发电机18的输出的电压波形失去同步，那么模块75将忽视来自那个发射机信号的可疑的供应寄生调制而是调谐到其它发射机源。在这种情况下的SIMOD还将有利地产生警报，该警报告知特定的发射机或者发射机源正在产生不再与第二发电机18的输出的波形同步的供应寄生调制。

c)如果该供应寄生调制返回到与第二发电机18的电压同步，那么SIMOD模块可以调谐回至已经失去同步的供应寄生调制。但是，在依赖该供应寄生调制用于保护区分之前，该SIMOD模块应该等待，直到该供应寄生调制达到合理的稳定性。在这种情况下，来自每个发射机源的重建的新的供应寄生调制可以被有效地放置进“隔离(quarantine)”直到建立关于来自发射机源的发射信号的确信。在这种情况下，SIMOD模块将产生信号，该信号将告知哪个发射机或者发射机源正在产生稳定的并且已经返回到与第二或者分布式发电机18的输出的电压波形同步的供应寄生调制。

关于利用寄生调制区分的另一潜在的风险是由于发电机配置和方法是依赖于发射信号。该发射信号可产生于是潜在的动力岛的部分的发射机源。可以理解，在任何配电网中，动力岛可以通过以多种结构的开关或者断路器的恰当的断开被建立，并且因此发射机源可被包括到动力岛中是有可能的。清楚地，如果发射机源是在动力岛内，那么它的供应寄生调制将提供假结果，该假结果指示第二发电机仍然连接着较宽的配电网，而这不是真的。

图9示出发射机源可以被合并进动力岛的情况、以及根据本发明的多个方面相对于发电机配置和方法来避免这种产生假结果的方法。如关于之前的图1到图8，相同的参考标记被采用为了对比和一致性。在图9所描绘的装置中，第二发电机18与发射机93紧密地关联。发射机源93从第二发电机18接收电力，并且还通过由断路器开关16、17和变换器15提供的链接从第一发电机11潜在地接收电力。在这种情况下，如果高压断路器16断开，动力岛将会被建立包括第二发电机18和包含发射机源93。与发电机18关联的频率变化率监视器31将测量分布式或者第二发电机18的输出电压中的瞬变。但是，SIMOD模块75将观测到第二发电机18的输出电压中的瞬变匹配从发射机93发射的供应寄生调制101中的相似的瞬变。用于发射机源93的电力源不是第一发电机而是第二发电机18。清楚地，根据本发明的多个方面，关于动力岛的确定将是不正确的。实际上由于来自作为现在由第二发电机独自供应的电力的结果的发射机源93的供应寄生调制101，模块75将确定发电机18仍然是整个配电网的部分。

为了避免关于根据本发明的多个方面的与在动力岛内部被关联的发射机源的问题，模块75将根据以下方式运行：

a)由SIMOD模块75提供的供应寄生调制应该一直基于根据从若干个不同发射机源接收的供应寄生调制的区分。在这种情况下，尽管发射机源中的一个或多个通过对若干个不同的发射机源的适当的选择和委任可以被包括在动力岛内，但是所有的发射机源将会被包括在动力岛中的可能性被消除了。

b)在根据本发明的多个方面的发电机配置中，某些发射机源将会被定义为“被禁止的发射机”源。这种“被禁止的发射机”源将会与第二发电机形成动力岛的部分，从而动力岛针对异相再次接通是不受保护的那些。被禁止的发射机将为了每个第二发电机18被确定并且在整个配电网内建立可能的动力岛方面将依赖于电力系统13、14的潜在的结构。在这种情况下，要被全部地或者部分地谨慎对待的那些发射机或者被禁止的发射机的列表将会存储在SIMOD模块75中。在这种情况下，如果发电机配置或者方法单独地依赖于这些被禁止的发射机，那么该配置将默认成如上关于监视器31所述的简单的基本的频率变化率监视器保护系统或者模块75将会被编程成自动调谐以便提供来自其它发射机源的确认作为关于由被禁止的发射机提供的供应寄生频率调制的真实性的确认。可以理解，大多数发射机和尤其是与调频关联的那些发射机可发射数字信号识别码和可能的差分全局定位系统校正码，从而模块75将能够识别和区分根据本发明的多个方面的被禁止的发射机。还可以理解的是，被禁止的发射机的列表可以根据配电网内的电力系统13、14的变化被手动更新或者自动更新。被禁止的发射机的这种更新可依赖于对配电网在潜在的动力岛方面的不同的变更和结构，其为配电网在配电网内组成动力岛的开关方面的升级或者修改的结果。

如上所述的关于本发明的多个方面的特定的优点在于发电机配置和方法利用现有的发射机源而不是要求专用的通信系统。这种方法将提供可操作性和可利用性。

尽管上文描述了供应寄生调制区分作为关于根据本发明的多个方面的频率变化率监视器的特定的应用，可以理解的是用于控制用于连接或者隔离第二发电机的开关的其它形式的监视器可以被使用。这种其它监视器包括电压矢量偏移保护监视器，该电压矢量偏移保护监视器也与相对于动力岛保护系统被使用。

本发明的多个方面可以关于来自广播调频的发射机的调幅供应寄生调制被使用。但是，假设从发射机发射的信号由到那个发射机的电力供应的电压波形所调制，可以使用任何发射机。到发射机的电力供应的调制可以是利用相应设计的供应寄生调制模块75的无线接收机的任意形式的调制。发射机的可能的类型的例子是移动电话发射机基本发射机站、无线电导航信标、雷达发射机、无线电时间标准、广播AM站、数字音频广播(DAB)站和专用移动无线电系统的基站。一些发射机可能不合适，例如电视发射机。电视发射机通常具有专门设置成与发射机服务区域的声明的电力网频率相等的场同步脉冲，尽管不会被锁定在那个频率。在这种情况下，尝试压制根据本发明所使用的供应寄生调制。这些场同步脉冲可造成具有接近次级发电机18的输出的倍数的频率的寄生调制，无效了本发明的多个方面的效果。根据本发明的多个方面这种寄生调制对于SIMOD模块75的供应寄生调制可能是错误的。

本发明的多个方面可以被用于所谓的无线电定相(radio-phasing)。无线电定相是借助其可以识别三相供应的特定相位的技术。无线电定相的现有方法根据三相供应的相位之一的交流电波形调制无线电信号。这个无线电信号与要被确定的相位的电压波形相比较并且这两者之间的相位角被测量。通常，无线电定相使用专用移动无线电系统，但是这种方法在无线电相位测试期间阻碍了无线电信道，并且因此当通信能力有限时，可以被认为是不利的和浪费的。

无线电定相可以使用单相供应寄生调制来替代。在无线电相位测试之前或者之后，由一个发射机或者多个发射机发射的单相供应寄生调制的相位关系可以与已知相位的火线进行比较。在这种情况下，要理解的是有可能避免要知道哪个相位正在供应发射该单相供应寄生调制的需要。这种方法还将预防到发射机的供应从一个相位转移到另一相位并且从而影响无线电定相测量。

三相寄生调制将不适用于无线电定相，因为频率将是交流电供应的频率的六倍。由于这是三的倍数，这将在识别三相系统中的相位关系的尝试中导致不明确性。

本发明的多个方面还可以被用于获取相位、频率和频率变化率和供应发射机的电力系统的电压的变化。因此，本发明的多个方面可以被用于获取关于电力系统的电压的信息，无论其是供应发射机的交流电还是直流电。例如，由在交通工具上的一个发射机或者多个发射机发射的寄生调制的测量可以被用于监视指示该交通工具离开固定的位置或者另一交通工具的信号。这种方法对于跟踪和监视是有用的。

因此，如在说明书中所描述的，本发明将第二发电机的电压的波形与发射信号的寄生调制进行比较，并且尤其将由第二发电机提供的电压的相位和/或频率与由第一发电机提供到发射机的电压的相位和/或频率的变化引起的发射信号的寄生调制进行比较。

根据电磁辐射的速率和用于第二发电机的保护系统和发射机通常连接到的电力系统的频率，发射机和用于第二发电机的保护系统之间的距离引入了相位延迟。这种相位延迟，如果显著的话，可以被输入作为用于第二发电机的保护系统中的保护设置。

Claims (22)

1.发电机配置，其包括：具有第一发电机和第二发电机的配电网，所述第一发电机被配置成向发射机提供电力，所述第二发电机通过开关耦合到所述配电网以便使能隔离所述第二发电机，所述开关与电子特性比较器关联，该电子特性比较器比较由所述第二发电机提供的电压的相位和与由所述第一发电机提供到所述发射机的电压的相位的变化引起的来自所述发射机的发射信号的寄生调制和/或比较由所述第二发电机提供的电压的频率和与由所述第一发电机提供到所述发射机的电压的频率的变化引起的来自所述发射机的发射信号的寄生调制，所述比较器被配置成根据发射信号的寄生调制和由所述第二发电机提供的电压的相位和/或频率的变化来操作开关以隔离或者连接所述第二发电机到所述配电网。

2.如权利要求1所述的配置，其中所述比较器是频率变化率比较器或者电压矢量偏移比较器。

3.如权利要求1或权利要求2任意一项所述的配置，其中所述第一发电机与所述第二发电机相比是高压发电机。

4.如权利要求1所述的配置，其中所述开关相对于与所述第一发电机关联的高压系统是到所述配电网的低压系统的断路器，所述低压系统和所述高压系统通过变换器耦合。

5.如权利要求4所述的配置，其中所述变换器具有到所述高压系统的断路器和到所述低压系统的断路器。

6.如权利要求1所述的配置，其中所述发射机通过变换器与所述第一发电机关联。

7.如权利要求1所述的配置，其中所述发射机包括频率变化率监视器。

8.如权利要求1所述的配置，其中有多个第一发电机。

9.如权利要求1所述的配置，其中有多个第二发电机。

10.如权利要求1所述的配置，其中所述配电网包括高压电力系统和低压电力系统。

11.如权利要求1所述的配置，其中有多个发射机。

12.如权利要求1所述的配置，其中所述比较器包括用于区分发射机的装置。

13.如权利要求1所述的配置，其中所述比较器包括用于识别被禁止的发射机的装置，所述被禁止的发射机会与所述第二发电机关联。

14.如权利要求1所述的配置，其中所述第二发电机提供电力到由所述配电网的部分定义的动力岛，并且所述开关被配置成正如由所述比较器确定当所述第二发电机的电压的相位和/或频率与所述第一发电机的电压的相位和/或频率不同时，将所述第二发电机从所述动力岛隔离。

15.控制发电机配电网的方法，所述发电机配电网有第一发电机和第二发电机，所述第一发电机向发射机提供电力，所述第二发电机通过开关耦合到所述发电机配电网，所述开关与电子特性比较器关联，所述方法使用所述比较器比较由所述第二发电机提供的电压的相位和与由所述第一发电机提供到所述发射机的电压的相位的变化引起的来自所述发射机的发射信号的寄生调制和/或比较由所述第二发电机提供的电压的频率和与由所述第一发电机提供到所述发射机的电压的频率的变化引起的来自所述发射机的发射信号的寄生调制，所述方法使用各自的所述第二发电机的电压的相位和/或频率和发射信号的寄生调制之间的相似性和/或不一致性来控制所述开关。

16.如权利要求15所述的方法，其中所述比较器是频率变化率比较器或者电压矢量偏移比较器。

17.如权利要求15或权利要求16所述的方法，其中有多个第一发电机。

18.如权利要求15所述的方法，其中有多个第二发电机。

19.如权利要求15所述的方法，其中有多个发射机。

20.如权利要求15所述的方法，其中所述比较器包括用于区分发射机的装置。

21.如权利要求15所述的方法，其中所述比较器包括用于识别被禁止的发射机的装置，所述被禁止的发射机会与所述第二发电机关联。

22.如权利要求15所述的方法，其中所述第二发电机提供电力到由所述配电网的部分定义的动力岛，并且所述开关被配置成正如由所述比较器确定当所述第二发电机的电压的相位和/或频率与所述第一发电机的电压的相位和/或频率不同时，将所述第二发电机从所述动力岛隔离。

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