CN102868175B - 一种逆功率保护方法及分布式发电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种逆功率保护方法及分布式发电系统，所述方法利用现有技术中分布式发电系统中原有的双向能量计量模块、监控计算机，监控计算机首先接收双向能量计量装置检测到的从公共连接点流向公用电网的逆向功率值，并判断所述逆向功率值是否大于预设的逆向功率标准值，如果是，监控计算机向发电机组发送减小输出功率的指令，以使所述发电机组减小输出功率。通过本发明实施例公开的逆功率保护方法及分布式发电系统，利用系统原有的装置，不需要再专门配置逆功率保护装置，降低了系统成本。同时在出现逆功率的情况下，在不断开任何一个发电机组的前提下实现了逆功率保护，提高了分布式能源的利用率。

Description

一种逆功率保护方法及分布式发电系统

技术领域

本发明涉及电力系统领域，更具体的说，是涉及一种逆功率保护方法及分布式发电系统。

背景技术

随着时代的发展，社会对能源的需求量越来越大，因此风能、太阳能、生物质能等可再生资源的开发和利用得到了相关部门的大力支持。但是部分可再生能源如风能、太阳能等能源由于具有间歇性、波动性和周期性的自然特性，导致利用其发电的发电功率存在不稳定和不可控性。因此包括中国在内的一些国家规定，常以分布式发电系统形式存在的可再生能源发电系统需要在负荷侧就近发电就地用电，不允许将电能直接输送到公用电网中，即防止逆向功率（简称逆功率）的出现。分布式发电系统一般包括发电机组、监控计算机和双向能量计量装置。图1为分布式发电系统工作的功率流向示意图，参见图1所示，P1为分布式发电系统的输出功率；P2为本地负荷所需功率；当P1大于P2时，就会出现从公共连接点流向公用电网的逆向功率P3，反之，当P1小于P2时，会出现从公用电网流向公共连接点的正向功率。为此，公用电网和可再生能源发电系统间必须具有逆功率保护功能，以防止可再生能源发电系统向公用电网输入大量电功率。

现有技术中，分布式发电系统实现逆功率保护的方法是通过在发电机组和公用电网间设置一套逆功率保护装置来实现逆功率保护功能。图2为现有技术逆功率保护装置的布局示意图，参见图2所示，该逆功率保护装置的工作原理是首先通过电流互感器检测出各项电流参数，再利用逆功率电流方向保护继电器判断上述各项电流参数，从而判断是否存在逆电流，如果存在逆电流，就发出相应的开关信号，控制部分发电机组停止工作或直接切断分布式发电系统的并网接入点，从而防止逆功率的出现。

综上所述可以看出，现有技术中实现逆功率保护功能需要专门配置一台逆功率保护装置，提高了系统成本，同时采用停止部分或全部发电机组的工作的方法来防止逆功率，降低了分布式能源的利用率。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种逆功率保护方法及分布式发电系统，以克服现有技术中实现逆功率保护存在的系统成本高和分布式能源利用率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种逆功率保护方法，包括：

监控计算机接收双向能量计量装置检测到的从公共连接点流向公用电网的逆向功率值；

判断所述逆向功率值是否大于预设的逆向功率标准值；

如果是，向发电机组发送减小输出功率的指令，以使所述发电机组按照所述减小输出功率的指令减小输出功率。

可选的，所述向发电机组发送减小输出功率的指令，包括：

计算功率减小值；

向所述发电机组发送携带有所述功率减小值的减小输出功率的指令。

可选的，所述计算功率减小值，包括：

将所述逆向功率值减去所述预设的逆向功率标准值，得到理论功率减小值；

将所述理论功率加上值减去预设的缓冲值，得到所述功率减小值。

可选的，还包括：

在所述逆向功率值小于或等于所述预设的逆向功率标准值时，判断是否存在从所述公用电网流向所述公共连接点的正向功率；

若是，向所述发电机组发送增大输出功率的指令，以使所述发电机组根据所述增大输出功率的指令增大输出功率。

可选的，所述预设的逆向功率标准值为国家标准规定的允许逆向功率值。

可选的，所述分布式发电系统为分布式的风力发电系统、生物质能发电系统和光伏发电系统中的一种或多种。

一种分布式发电系统，包括：

双向能量计量装置，用于检测从公共连接点流向公用电网的逆向功率值；

监控计算机，用于接收双向能量计量装置检测到的所述逆向功率值，并判断所述逆向功率值是否大于预设的逆向功率标准值；并在上述判断结果为是时，向发电机组发送减小输出功率的指令；

发电机组，用于接收所述监控计算机发送的减小输出功率的指令，并根据所述减小输出功率的指令减小输出功率。

可选的，所述监控计算机包括：

功率减小计算电路，用于计算功率减小值；

指令发送接口，用于向所述分布式发电系统发送携带有所述功率减小值的减小输出功率的指令。

可选的，所述功率减小计算电路包括：

理论减小值计算电路，用于将所述逆向功率值减去所述预设的逆向功率标准值，得到理论功率减小值；

实际减小值计算电路，用于将所述理论功率减小值减去预设的缓冲值，得到所述功率减小值。

可选的，所述监控计算机还包括：

正向功率判断电路，用于在所述逆向功率值小于或等于所述预设的逆向功率标准值时，判断是否存在从所述公用电网流向所述公共连接点的正向功率；

则所述指令发送接口还用于，向所述分布式发电系统发送增大输出功率的指令，以使的所述分布式发电系统增大输出功率。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明实施例公开了一种逆功率保护方法及分布式发电系统，所述方法和系统利用系统原有的装置，不需要再专门配置逆功率保护装置，降低了系统成本。同时在出现逆功率的情况下，通过减小分布式发电系统的输出功率来消除逆功率，在不断开任何一个发电系统的前提下实现了逆功率保护，提高了分布式能源的利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为分布式发电系统工作的功率流向示意图；

图2为现有技术逆功率保护装置的布局示意图；

图3为本发明实施例公开的逆功率保护方法流程图；

图4为图3所示实施例中发送功率调度指令的流程图；

图5为图4所示实施例中计算功率减小值的流程图；

图6为本发明实施例公开的另一种逆功率保护方法流程图；

图7为本发明实施例公开的分布式发电系统结构示意图；

图8为图7所示实施例中监控计算机结构示意图；

图9为图7所示实施例中另一种监控计算机结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

图3为本发明实施例公开的逆功率保护方法流程图，参见图3所示，所述逆功率保护方法可以包括：

步骤301：监控计算机接收双向能量计量装置检测到的从公共连接点流向公用电网的逆向功率值。

所述双向能量计量装置位于公共连接点和公用电网之间，能够检测公共连接点和公用电网之间的连接线上的电流和电压，能够计量但不限于不同方向的视在功率、有功功率、无功功率和电能等电器参数；本发明实施例中，由于需要解决的问题是逆向功率问题，因此采用所述双向能量计量装置获得从公共连接点流向公用电网的逆向功率值。

步骤302：判断所述逆向功率值是否大于预设的逆向功率标准值；如果是，进入步骤303。

其中，所述预设的逆向功率标准值可以是国家标准规定允许逆向功率值，所述国家标准规定允许逆向功率值表示了在逆向功率不超过此值时，对公用电网的稳定性是没有比较明显的影响的；因此，在步骤302中需要判断所述逆向功率值是否大于预设的逆向功率标准值，从而决定是否需要实施逆向功率保护措施。如果所述逆向功率值小于或等于预设的逆向功率标准值，不做任何操作。

步骤303：向发电机组发送减小输出功率的指令。

在步骤302判断出当前逆向功率值超过了国家规定允许的逆向功率值时，分布式发电系统的输出功率经过本地负荷消耗之后剩余的功率输入公用电网可能就会影响公用电网的稳定性，因此需要实施逆向功率保护措施；本发明实施例中的逆向功率保护措施是通过发送指令控制分布式发电系统的输出功率，从而减小逆向功率使其符合国家规定的标准要求。

需要说明的是，本发明实施例中的逆向功率保护方法中，在需要进行逆向功率保护时，并没有停止分布式发电系统的部分工作或全部工作，只是通过调节其输出的相应电气参数来进行逆向功率保护，没有降低分布式能源的利用率；而具体的分布式发电系统调节相应电气参数使其输出功率下降，能够采用现有技术的多种方式实现，如降低输出电流和输出电压，在此不在对此过程做详细说明。

在一个示意性的示例中，步骤303的具体步骤可以参见图4，图4为图3所示实施例中发送功率调度指令的流程图，如图4所示，可以包括：

步骤401：计算功率减小值。

当需要进行逆功率保护时，在所述监控计算机给所述发电机组发送减小输出功率的指令前，可以先计算出发电机组需要减少多少输出功率，具体的，步骤401的过程可以参见图5，图5为图4所示实施例中计算功率减小值的流程图，如图5所示，可以包括：

步骤501：将所述逆向功率值减去所述预设的逆向功率标准值，得到理论功率减小值。

所述理论功率减小值为所述逆向功率值实际超出标准要求的功率值。

步骤502：将所述理论功率减小值加上预设的缓冲值，得到所述功率减小值。

本发明实施例中的分布式发电系统，可以是分布式的风力发电系统、生物质能发电系统和光伏发电系统中的一种或多种，由于这些分布式发电系统受自然规律影响存在不稳定及不可控性，因此，在得到所述理论功率减小值后，可以将所述理论功率减小值加上一个预设的缓冲值，得到所述功率减小值，这样实际上，要求所述分布式发电系统减小的功率量比实际上超出标准要求的功率量大一些，避免了所述系统逆向功率在所述国家标准规定的允许逆向功率值处的上下震荡，从而避免了所述监控计算机在短时间内频繁发送功率调度指令。

步骤402：向所述发电机组发送携带有所述功率减小值的减小输出功率的指令。

所述发电机组在接收到所述减小输出功率的指令后，根据所述功率减小值的标准减小其输出功率。

本实施例中，所述方法利用现有系统中已有的装置和线路，包括双向能量计量装置、监控计算机和通信网络来实现逆向功率的保护功能，不需要再专门配置逆功率保护装置，降低了系统成本。同时在出现逆功率的情况下，通过减小发电机组的输出功率来消除逆功率，在不断开任何一个发电机组的前提下实现了逆功率保护，提高了分布式能源的利用率。

实施例二

图6为本发明实施例公开的另一种逆功率保护方法流程图，参见图6所示，所述方法可以包括：

步骤601：监控计算机接收双向能量计量装置检测到的从公共连接点流向公用电网的逆向功率值。

步骤602：判断所述逆向功率值是否大于预设的逆向功率标准值；如果是，进入步骤603；如果否，进入步骤604。

步骤603：向所述发电机组发送减小输出功率的指令。

步骤604：判断是否存在从所述公用电网流向所述公共连接点的正向功率；如果是，进入步骤605。

如果存在从所述公用电网流向所述公共连接点的正向功率，证明所述发电机组的输出功率不能满足本地负荷的消耗要求，需要通过相应的功率调度指令控制所述发电机组增大输出功率。在步骤604的判断结果为否的情况下，不做任何操作。

步骤605：向所述发电机组发送增大输出功率的指令。

本实施例中，所述方法利用现有系统中已有的装置和线路，包括双向能量计量装置、监控计算机和通信网络来实现逆向功率的保护功能，不需要再专门配置逆功率保护装置，降低了系统成本。同时在出现逆功率的情况下，通过减小发电机组的输出功率来消除逆功率，在不断开任何一个发电机组的前提下实现了逆功率保护，提高了分布式能源的利用率。在发电机组的输出功率不能满足本地负荷消耗时，本方法还可以通过功率调度指令控制分布式发电系统增大输出功率。

上述本发明公开的实施例中详细描述了方法，对于本发明的方法可采用多种形式的装置实现，因此本发明还公开了一种装置，下面给出具体的实施例进行详细说明。

实施例三

图7为本发明实施例公开的分布式发电系统结构示意图，参见图7所示，所述分布式发电系统70可以包括：

双向能量计量装置701，用于检测从公共连接点流向公用电网的逆向功率值。

监控计算机702，用于接收双向能量计量装置检测到的所述逆向功率值，并判断所述逆向功率值是否大于预设的逆向功率标准值；并在上述判断结果为是时，向发电机组发送减小输出功率的指令。

发电机组703，用于接收所述监控计算机发送的减小输出功率的指令，并根据所述减小输出功率的指令减小输出功率。

所述监控计算机702的一个示意性结构可以参见图8，图8为图7所示实施例中监控计算机结构示意图，如图8所示，所述监控计算机702可以包括：

数据接收接口801，用于接收双向能量计量装置检测到的从公共连接点流向公用电网的逆向功率值。

逆向功率判断电路802，用于判断所述逆向功率值是否大于预设的逆向功率标准值。

功率减小计算电路803，用于计算功率减小值。

其中，所述功率减小计算电路804又可以包括理论减小值计算电路和实际减小值计算电路，所述理论减小值计算电路用于将所述逆向功率值减去所述预设的逆向功率标准值，得到理论功率减小值；所述实际减小值计算电路用于将所述理论功率减小值减去预设的缓冲值，得到所述功率减小值。

指令发送接口804，用于向所述分布式发电系统发送携带有所述功率减小值的减小输出功率的指令。

图9为图7所示实施例中另一种监控计算机结构示意图，参照图9所示，所述监控计算机90可以包括：

数据接收接口801，用于接收双向能量计量装置检测到的从公共连接点流向公用电网的逆向功率值。

逆向功率判断电路802，用于判断所述逆向功率值是否大于预设的逆向功率标准值。

功率减小计算电路803，用于计算功率减小值。

指令发送接口804，用于向所述分布式发电系统发送携带有所述功率减小值的减小输出功率的指令。

正向功率判断电路901，用于在所述逆向功率值小于或等于所述预设的逆向功率标准值时，判断是否存在从所述公用电网流向所述公共连接点的正向功率。

本实施例中，所述分布式发电系统利用现有系统中已有的装置和线路，包括双向能量计量装置、监控计算机和通信网络来实现逆向功率的保护功能，不需要再专门配置逆功率保护装置，降低了系统成本。同时在出现逆功率的情况下，通过减小发电机组的输出功率来消除逆功率，在不断开任何一个发电机组的前提下实现了逆功率保护，提高了分布式能源的利用率。在发电机组的输出功率不能满足本地负荷消耗时，本系统还可以通过功率调度指令控制发电机组增大输出功率。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器（RAM）、内存、只读存储器（ROM）、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种逆功率保护方法，其特征在于，包括：

监控计算机接收双向能量计量装置检测到的从公共连接点流向公用电网的逆向功率值；

判断所述逆向功率值是否大于预设的逆向功率标准值；

如果是，向发电机组发送减小输出功率的指令，以使所述发电机组按照所述减小输出功率的指令减小输出功率，减小输出功率包括分布式发电系统调节相应电气参数使其输出功率下降；

其中，所述向发电机组发送减小输出功率的指令，包括：

计算功率减小值；

向所述发电机组发送携带有所述功率减小值的减小输出功率的指令；

其中，所述计算功率减小值，包括：

将所述逆向功率值减去所述预设的逆向功率标准值，得到理论功率减小值；

将所述理论功率减小值减去预设的缓冲值，得到所述功率减小值；

还包括：

在所述逆向功率值小于或等于所述预设的逆向功率标准值时，判断是否存在从所述公用电网流向所述公共连接点的正向功率；

若是，向所述发电机组发送增大输出功率的指令，以使所述发电机组根据所述增大输出功率的指令增大输出功率。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设的逆向功率标准值为国家标准规定的允许逆向功率值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分布式发电系统为分布式的风力发电系统、生物质能发电系统和光伏发电系统中的一种或多种。

4.一种分布式发电系统，其特征在于，包括：

双向能量计量装置，用于检测从公共连接点流向公用电网的逆向功率值；

监控计算机，用于接收双向能量计量装置检测到的所述逆向功率值，并判断所述逆向功率值是否大于预设的逆向功率标准值；并在上述判断结果为是时，向发电机组发送减小输出功率的指令；

发电机组，用于接收所述监控计算机发送的减小输出功率的指令，并根据所述减小输出功率的指令减小输出功率，减小输出功率包括分布式发电系统调节相应电气参数使其输出功率下降；

其中，所述监控计算机包括：

功率减小计算电路，用于计算功率减小值；

指令发送接口，用于向所述分布式发电系统发送携带有所述功率减小值的减小输出功率的指令；

其中，所述功率减小计算电路包括：

理论减小值计算电路，用于将所述逆向功率值减去所述预设的逆向功率标准值，得到理论功率减小值；

实际减小值计算电路，用于将所述理论功率减小值减去预设的缓冲值，得到所述功率减小值；

其中，所述监控计算机还包括：

正向功率判断电路，用于在所述逆向功率值小于或等于所述预设的逆向功率标准值时，判断是否存在从所述公用电网流向所述公共连接点的正向功率；

则所述指令发送接口还用于，向所述分布式发电系统发送增大输出功率的指令，以使的所述分布式发电系统增大输出功率。