CN104578163B - 一种用于微电网并网点快速分合的开关组合及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于微电网并网点快速分合的开关组合及控制方法，包括一联动断路器、一固态开关、一隔离开关以及一旁路断路器；所述联动断路器的一端分别与微电网并网点以及所述旁路断路器的一端连接，所述联动断路器的另一端经所述固态开关连接至所述的隔离开关一端，所述隔离开关的另一端分别与微电网内部以及所述旁路断路器的另一端连接。本发明能够实现快速建立或隔离微电网与配电网的电气一次连接关系的问题。
Description
技术领域
本发明涉及分布式发电领域，特别是一种用于微电网并网点快速分合的开关组合及控制方法。
背景技术
典型的微电网由多种分布式发电单元、储能系统以及负荷组成，微电网是一种新型供配电技术，是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。在2001年，美国R.H.Lasseter等学者提出了微电网的概念，目前微电网技术正朝着实用化阶段发展。微电网可综合管理出力具有波动性、间歇性的分布式发电单元，诸如风电、太阳能光伏发电等类型的分布式发电，提供一种友好接入方式，抑制分布式发电对电网的冲击和负面影响，充分发挥分布式发电的效益和价值。
采用基于背靠背交直流变换器并网的微电网，当微电网外部发生电气量异常时，可较为平滑无缝过渡到离网运行，相对于采用逆变器直接并网的微电网结构，此结构需增加一个交变直整流环节。采用逆变器直接并网的微电网结构，涉及并离网运行模式切换过程，要求微电网与配电网之间的电气连接开关能快速动作，否则并离网运行模式切换可能引起微电网主电源的短时停电。目前，机械式或者电子电磁式脱扣的断路器无法满足微电网不断电并离网切换对并网点电气连接开关快速动作的要求。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提出一种用于微电网并网点快速分合的开关组合及控制方法，用以实现快速建立或隔离微电网与配电网的电气一次连接关系的问题。
本发明的结构采用以下方案实现：提出一种用于微电网并网点快速分合的开关组合，包括一联动断路器、一固态开关、一隔离开关以及一旁路断路器；所述联动断路器的一端分别与微电网并网点以及所述旁路断路器的一端连接，所述联动断路器的另一端经所述固态开关连接至所述的隔离开关一端，所述隔离开关的另一端分别与微电网内部以及所述旁路断路器的另一端连接。
进一步地，所述的固态开关、所述的联动断路器以及所述的微电网并网点均连接至一并网点保护终端；所述的并网点保护终端内部包括一电气量判断单元，用以测取所述的微电网并网点电气量并判断是否出现异常现象。
本发明的方法采用以下方案实现：一种如上文所述的用于微电网并网点快速分合的开关组合控制方法，具体包括以下三种情况：
(a) 当非计划性并网切换至离网时，具体步骤如下：
步骤S11：并网点保护终端内部的电气量判断单元检测微电网并网点的电气量并判断是否有异常现象，如果异常，所述并网点保护终端发出指令断开所述的固态开关；
步骤S12：所述的固态开关接收所述并网点保护终端发出的指令，所述的固态开关分断，所述的联动断路器联动断开；
（b）当计划性并网切换至离网时，具体步骤如下：
步骤S21：所述的并网点保护终端发出指令断开所述的固态开关；
步骤S22：所述的固态开关接收所述并网点保护终端发出的指令，所述的固态开关分断，所述的联动断路器联动断开；
（c）当离网切换至并网时，具体步骤如下：
步骤S31：所述的并网点保护终端检测微电网并网点的电气量并判断是否有异常现象，若无异常，则控制所述的联动断路器闭合；
步骤S32：所述的并网点保护终端内部的电气量判断单元检测并判断配网与微电网之间的电压相角差是否满足预设值以及微电网并网点的电气量是否有异常现象，若所述电压相角差不满足预设值或者电气量有异常，则进入步骤S33；若所述电压相角差满足预设值并且电气量没有异常，则所述的并网点保护终端发出指令闭合所述的固态开关，并进入步骤S34；
步骤S33：所述的并网点保护终端控制所述的联动断路器断开，并返回步骤S32；
步骤S34：所述的固态开关接收所述并网点保护终端发出的指令，所述的固态开关闭合。
进一步地，当检修时，所述的隔离开关断开，用以隔离所述固态开关与微电网的电气一次连接。
进一步地，所述的固态开关退出运行时包括以下步骤：
步骤S41：并网点保护终端发出固态开关退出运行的指令，所述的旁路开关闭合，用以分断固态开关；
步骤S42：所述的并网点保护终端控制所述的联动开关断开；
步骤S43：所述的隔离开关断开；
步骤S44：所述的固态开关两端不带电，退出运行。
较佳地，本发明采用固态开关可在半个周波快速建立或隔离微电网与配电网的电气一次连接关系，远快于一般的机械式或者电子电磁式脱扣的断路器；采用联动断路器与固态开关联动，联动断路器跳开建立明显开断点，当微电网离网运行时，隔离固态开关感应电压，防止固态开关与配电网的连接支路出现倒送电现象；本发明还采用旁路断路器用于建立检修旁路，当固态开关需要退出运行时，首先闭合旁路断路器，分断固态开关，跳开联动断路器，接着分断隔离开关，固态开关此时两端不带电，即可退出；本发明在当配电网发生电气量异常时，通过在微电网并网点配置的并网点保护终端发出指令分断固态开关，联跳联动断路器，并网点保护终端判断微电网并网点电气量异常至固态开关分断总共耗时大约为一个半周波。
特别的，当微电网需要从离网运行过渡到并网运行时，首先闭合联动断路器，在联动断路器闭合后，通过并网点保护终端判断配电网与微电网之间的电压相角差，如果相角差在设置范围内，发出指令闭合固态开关。并网点保护终端判断配电网与微电网之间的电压相角差满足要求至固态开关闭合总共耗时大约为一个周波，因此固态开关闭合时电压相角差变化不大，不至于出现并网过流导致微电网故障断电。
综上所述，本发明通过隔离开关、固态开关、联动断路器以及旁路断路器组成的微电网的并网点开关组合，具备快速建立或隔离微电网与配电网的电气一次连接关系的特点，可快速隔离发生在配电网的电气量异常现象，有效保障针对微电网内部负荷的供电可靠性。
附图说明
图1为本发明的微电网结构示意图。
图2为本发明的离网流程示意图。
图3为本发明的并网流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
实施例一。
如图1所示，本实施例提出一种用于微电网并网点快速分合的开关组合，包括一联动断路器、一固态开关、一隔离开关以及一旁路断路器；所述联动断路器的一端分别与微电网并网点以及所述旁路断路器的一端连接，所述联动断路器的另一端经所述固态开关连接至所述的隔离开关一端，所述隔离开关的另一端分别与微电网内部以及所述旁路断路器的另一端连接。
在本实施例中，所述的固态开关、所述的联动断路器以及所述的微电网并网点均连接至一并网点保护终端；所述的并网点保护终端内部包括一电气量判断单元，用以测取所述的微电网并网点电气量并判断是否出现异常现象。
实施例二。
本实施例提供一种如上文所述的用于微电网并网点快速分合的开关组合控制方法，具体包括以下三种情况：
当并网切换至离网状态时，如图2所示。
(a) 当非计划性并网切换至离网时，具体步骤如下：
步骤S11：并网点保护终端内部的电气量判断单元检测微电网并网点的电气量并判断是否有异常现象，如果异常，所述并网点保护终端发出指令断开所述的固态开关；
步骤S12：所述的固态开关接收所述并网点保护终端发出的指令，所述的固态开关分断，所述的联动断路器联动断开；
（b）当计划性并网切换至离网时，具体步骤如下：
步骤S21：所述的并网点保护终端发出指令断开所述的固态开关；
步骤S22：所述的固态开关接收所述并网点保护终端发出的指令，所述的固态开关分断，所述的联动断路器联动断开；
当离网切换至并网状态时，如图3所示。
（c）当离网切换至并网时，具体步骤如下：
步骤S31：所述的并网点保护终端内部的电气量判断单元检测微电网并网点的电气量并判断是否有异常现象，若无异常，则控制所述的联动断路器闭合；
步骤S32：所述的并网点保护终端检测并判断配网与微电网之间的电压相角差是否满足预设值以及微电网并网点的电气量是否有异常现象，若所述电压相角差不满足预设值或者电气量有异常，则进入步骤S33；若所述电压相角差满足预设值并且电气量没有异常，则所述的并网点保护终端发出指令闭合所述的固态开关，并进入步骤S34；
步骤S33：所述的并网点保护终端控制所述的联动断路器断开，并返回步骤S32；
步骤S34：所述的固态开关接收所述并网点保护终端发出的指令，所述的固态开关闭合。
在本实施例中，当检修时，所述的隔离开关断开，用以隔离所述固态开关与微电网的电气一次连接。
在本实施例中，所述的固态开关退出运行时包括以下步骤：
步骤S41：并网点保护终端发出固态开关退出运行的指令，所述的旁路开关闭合，用以分断固态开关；
步骤S42：所述的并网点保护终端控制所述的联动开关断开；
步骤S43：所述的隔离开关断开；
步骤S44：所述的固态开关两端不带电，退出运行。
综上所述，本发明通过隔离开关、固态开关、联动断路器以及旁路断路器组成的微电网的并网点开关组合，具备快速建立或隔离微电网与配电网的电气一次连接关系的特点，可快速隔离发生在配电网的电气量异常现象，有效保障针对微电网内部负荷的供电可靠性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (3)
1.一种用于微电网并网点快速分合的开关组合的控制方法：所述开关组合包括一联动断路器、一固态开关、一隔离开关以及一旁路断路器；所述联动断路器的一端分别与微电网并网点以及所述旁路断路器的一端连接，所述联动断路器的另一端经所述固态开关连接至所述的隔离开关一端，所述隔离开关的另一端分别与微电网内部以及所述旁路断路器的另一端连接；
所述的固态开关、所述的联动断路器以及所述的微电网并网点均连接至一并网点保护终端；所述的并网点保护终端内部包括一电气量判断单元，用以测取所述的微电网并网点电气量并判断是否出现异常现象；
所述的用于微电网并网点快速分合的开关组合的控制方法，包括以下三种情况：
(a) 当非计划性并网切换至离网时，具体步骤如下：
步骤S11：并网点保护终端内部的电气量判断单元检测微电网并网点的电气量并判断是否有异常现象，如果异常，所述并网点保护终端发出指令断开所述的固态开关；
步骤S12：所述的固态开关接收所述并网点保护终端发出的指令，所述的固态开关分断，所述的联动断路器联动断开；
（b）当计划性并网切换至离网时，具体步骤如下：
步骤S21：所述的并网点保护终端发出指令断开所述的固态开关；
步骤S22：所述的固态开关接收所述并网点保护终端发出的指令，所述的固态开关分断，所述的联动断路器联动断开；
（c）当离网切换至并网时，具体步骤如下：
步骤S31：所述的并网点保护终端检测微电网并网点的电气量并判断是否有异常现象，若无异常，则控制所述的联动断路器闭合；
步骤S32：所述的并网点保护终端内部的电气量判断单元检测并判断配网与微电网之间的电压相角差是否满足预设值以及微电网并网点的电气量是否有异常现象，若所述电压相角差不满足预设值或者电气量有异常，则进入步骤S33；若所述电压相角差满足预设值并且电气量没有异常，则所述的并网点保护终端发出指令闭合所述的固态开关，并进入步骤S34；
步骤S33：所述的并网点保护终端控制所述的联动断路器断开，并返回步骤S31；
步骤S34：所述的固态开关接收所述并网点保护终端发出的指令，所述的固态开关闭合。
2.根据权利要求1所述的一种用于微电网并网点快速分合的开关组合的控制方法，其特征在于：当检修时，所述的隔离开关断开，用以隔离所述固态开关与微电网的电气一次连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于微电网并网点快速分合的开关组合的控制方法，其特征在于：所述的固态开关退出运行时包括以下步骤：
步骤S41：并网点保护终端发出固态开关退出运行的指令，所述的旁路断路器闭合，用以分断固态开关；
步骤S42：所述的并网点保护终端控制所述的联动断路器断开；
步骤S43：所述的隔离开关断开；
步骤S44：所述的固态开关两端不带电，退出运行。
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