CN106992505A - 一种台区反孤岛保护系统 - Google Patents

一种台区反孤岛保护系统 Download PDF

Info

Publication number
CN106992505A
CN106992505A CN201710286239.3A CN201710286239A CN106992505A CN 106992505 A CN106992505 A CN 106992505A CN 201710286239 A CN201710286239 A CN 201710286239A CN 106992505 A CN106992505 A CN 106992505A
Authority
CN
China
Prior art keywords
carrier signal
electric network
voltage electric
low voltage
low
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710286239.3A
Other languages
English (en)
Inventor
缪伟
尹元亚
葛锦锦
张国庆
常晶龙
滕勇健
葛明明
孙静
李思焱
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
State Grid Corp of China SGCC
Wuhu Power Supply Co of State Grid Anhui Electric Power Co Ltd
Original Assignee
State Grid Corp of China SGCC
Wuhu Power Supply Co of State Grid Anhui Electric Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by State Grid Corp of China SGCC, Wuhu Power Supply Co of State Grid Anhui Electric Power Co Ltd filed Critical State Grid Corp of China SGCC
Priority to CN201710286239.3A priority Critical patent/CN106992505A/zh
Publication of CN106992505A publication Critical patent/CN106992505A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/26—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured
    • H02H7/261—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured involving signal transmission between at least two stations
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/0061—Details of emergency protective circuit arrangements concerning transmission of signals
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381—Dispersed generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/388—Islanding, i.e. disconnection of local power supply from the network

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)

Abstract

本发明公开了一种台区反孤岛保护系统，包括台变、分布式电源、负载、载波信号发生器、载波信号检测器、第一开关单元，台变低压侧通过低压电网连接负载，分布式电源在并网点处与低压电网连接，第一开关单元设置在分布式电源和低压电网之间，载波信号发生器发出经调制后的载波信号至低压电网，载波信号检测器从并网点处检测低压载波信号并根据是否检测到载波信号判断台变与低压电网之间的电力连接是否断开，在台变与低压电网断电后载波信号检测器发出信号至第一开关单元以控制第一开关单断开分布式电源与低压电网的连接。本发明的优点为：无孤岛监测盲区，能够避免孤岛产生的损害，同时该系统成本低，具有很大的应用前景。

Description

一种台区反孤岛保护系统
技术领域
本发明属于电网保护领域，特别涉及一种基于低压载波的反孤岛保护系统。
背景技术
由于我国能源结构转型的迫切需求以及环境问题的日益突出，以环境友好为特质的可再生能源发电越来越得到的重视。分布式新能源发电技术也正在配电网中得到广泛应用，越来越多的电力用户开始部署分布式发电设备，使得原本的无源配电网转变为有源配电网。随之也对配网运行管理带来许多影响。
孤岛问题一直是分布式电源并网运行中的研究焦点，孤岛运行可分为计划孤岛和非计划孤岛。计划孤岛视在主网断电后非计划孤岛的运行状态是偶然的，范围是不确定的，孤岛运行一定时间会对电网系统、分布式电源及其电力设备造成损害。当DG处于孤岛运行状态时，会因DG容量与所带负荷不匹配而造成逆变器端电压、频率等电气量发生波动。随着并网电源和发电容量的不断增加，此类问题会更加凸显。
孤岛状态的检测是整个孤岛问题研究的基础。目前常用的孤岛检测方法从安装位置可分为电网侧(又称远程法)、逆变器端及并网点三种。按具体方法类别又分为被动法、主动法和混合法三大类。被动检测法原理较为简单、无需添加额外设备，且对电能质量和电网稳定性没有影响，但存在较大的检测盲区，且检测用时过长。主动式检测法是通过给系统注入扰动信号来检测孤岛，往往会对电能质量产生影响，或多个扰动信号源相互干扰造成误判或检测不出孤岛状态。因此需要开发一种能有效判断孤岛状态，并在孤岛发生时有效做出保护动作的方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于低压载波的台区反孤岛保护系统，以有效的判断孤岛状态并在孤岛发生时有效的做出保护动作，减少台区孤岛的发生。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种台区反孤岛保护系统，包括台变、分布式电源、负载，所述台变低压侧通过低压电网连接负载，分布式电源在并网点处与低压电网连接，反孤岛保护系统还包括载波信号发生器、载波信号检测器、第一开关单元，所述的第一开关单元设置在分布式电源和低压电网之间，所述的载波信号发生器发出经调制后的载波信号至低压电网中，所述的载波信号检测器从并网点处检测低压载波信号并根据是否检测到载波信号判断台变与低压电网之间的电力连接是否断开，在台变与低压电网断电后载波信号检测器发出信号至第一开关单元以控制第一开关单断开分布式电源与低压电网的连接。
所述的载波信号发生器通过耦合电路与低压配电网母线连接。
所述的载波信号发生器通过A相、B相、C相火线和N中线接到低压配电网上，或者通过A相、B相、C相火线中某一相和N中线接到低压配电网上。
所述的载波信号发生器调制的信号以第一设定时间为周期发出调制后的载波信号。
所述的载波信号检测器在第二设定时间内未检测到载波信号时，判断处于孤岛状态，载波信号发生器发出控制信号至第一开关单元用于断开分布式电源与低压电网的连接。
所述的载波信号波形为方波、脉冲或锯齿波。
该系统还包括低压载波信号控制器、通信单元、监控单元，所述的监控单元通过通信单元与低压载波信号控制器连接，所述的低压载波信号控制器与低压载波信号发生器连接。
所述的低压载波信号控制器与电流电压监测模块连接，所述电流电压监测模块用于监测台变高压侧和低压侧的电流电压数据。
所述的分布式电源为光伏发电电源、风力发电电源和或储能电源。
本发明的优点为：采用本技术方案的反孤岛保护系统在台区线路范围内的无孤岛监测盲区；基于电力线通信，逻辑判断简明，具有较高的可靠性、及时性、有效性；而且实现该系统成本低，经济效益好，具有很大的应用前景；而且能够在监测到孤岛时，及时断开分布式电源与电网的连接，避免孤岛产生的损害。
附图说明
本说明书包括以下附图，所示内容分别是：
图1为本发明实施例的反孤岛保护系统的结构图；
图2为电容耦合电路原理图；
图3为低压载波信号调制波形；
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。
如图1所示，一种基于低压载波通信的台区反孤岛保护系统，该系统包括台变、分布式电源、负载、载波信号发生器、载波信号检测器、第一开关单元，在配电网台区内10KV/400V变压器(台变)旁设置低压载波信号控制器和低压载波信号发生器，台变高压侧通过开关K1接高压供电网，台变的低压侧通过开关K2接低压电网，低压电网上连接各个负载，以完成供电，分布式电源在并网点处与低压电网连接，完成并网连接，在分布式电源低压电网之间设置第一开关单元用于控制分布式电源是否与低压电网并网连接。低压载波信号发生器发出低压载波信号，低压载波信号是由低压载波信号发生器经调制编码后的信号，能够在电力线中传输。低压载波信号发生器的实现可采用调制解调器将信号调制后通过电力线传输。低压载波信号发送至低压电网中进行传输，在并网点处设置的载波信号检测器进行检测，通过是否收到通过电力线传来的载波信号来判断台区是否断电，并在未接收到经低压电网传递来的载波信号后，此时判断为孤岛状态，低压载波信号检测器发出控制信号至低压开关单元，使得第一开关单元断开分布式电源与低压电网的连接，从而阻止孤岛运行的发生。低压载波信号检测器的一种实现方式为包括调制解调器和控制单元，调制解调器对接收的数据进行解调发送至控制单元，控制单元采用现有技术中的单片机，当未接收到数据载波信号时，单片机控制第一开关单元断开低压电网与分布式电源的连接。第一开关单元包括继电器和断路器，继电器接收控制单元发来的控制信号后发出跳闸信号，跳闸信号发送至连接在电网和分布式电源之间的断路器，使得断路器跳闸。
载波信号发生器的调制的信号以设定时间10ms为周期将载波信号发送至低压电网中，低压载波信号检测器以10ms为一次检测周期，在设定的时间100ms的连续时间内未检测到载波信号，此时可以认为电网断电，分布式电源处于孤岛状态，载波信号发生器发送控制信号至第一开关单元以断开分布式电源与低压电网的连接。分布式电源为光伏发电电源、风力发电电源和或储能电源。
低压载波信号控制器与低压载波信号发生器连接，用于控制低压载波信号的工作，监控单元通过通信单元连接低压载波信号控制器，低压载波信号控制器与电流电压监测模块连接，电流电压监测模块用于监测台变高压侧和低压侧的电流电压数据。电流电压监测模块可内嵌在低压载波控制器中，在获取高、低压侧的电压电流数据后，发送至低压载波信号控制器，并由低压载波信号控制器经串通通信、以太网通信、无线通信方式发送至监控单元，监控单元可用计算机实现用于获取和发送信息至低压载波信号控制器。电流电压监测模块可采用电流采集电路和电压采集电路实现。
载波信号发生器通过耦合电路与低压电网连接，用于向低压电网发送载波信号。如图2所示，为耦合电路原理图，耦合电路采用电容耦合方式，相线与中线之间采用TVS瞬变抑制二极管；载波通信的中心频率为270kHz且带宽为30kHz。载波信号发生器通过A相、B相、C相火线和N中线接到低压配电网上，或者通过A相、B相、C相火线中某一相和N中线接到低压配电网上。从而实现低压载波信号发生器通过A相、B相、C相火线和N中线直接连接上电力线，信号发送可以实现任意单相发送和三相并行发送。
如图3所示，低压载波信号发生器所发矩形波示意图。低压载波信号发生器调制出1个矩形波耦合入低压电力线正弦波每次过零点处，图例波形编码为10，矩形波信号发生周期10ms。载波信号波形还可以为方波、脉冲或锯齿波。
以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种台区反孤岛保护系统，包括台变、分布式电源、负载，所述台变低压侧通过低压电网连接负载，分布式电源在并网点处与低压电网连接，其特征在于：还包括载波信号发生器、载波信号检测器、第一开关单元，所述的第一开关单元设置在分布式电源和低压电网之间，所述的载波信号发生器发出经调制后的载波信号至低压电网中，所述的载波信号检测器从并网点处检测低压载波信号并根据是否检测到载波信号判断台变与低压电网之间的电力连接是否断开，在台变与低压电网断电后载波信号检测器发出信号至第一开关单元以控制第一开关单断开分布式电源与低压电网的连接。
2.如权利要求1所述的台区反孤岛保护系统，其特征在于：所述的载波信号发生器通过耦合电路与低压电网连接。
3.如权利要求1所述的台区反孤岛保护系统，其特征在于：所述的载波信号发生器通过A相、B相、C相火线和N中线接到低压配电网上，或者通过A相、B相、C相火线中某一相和N中线接到低压配电网上。
4.如权利要求1所述的台区反孤岛保护系统，其特征在于：所述的载波信号发生器调制的信号以第一设定时间为周期发出调制后的载波信号。
5.如权利要求1所述的台区反孤岛保护系统，其特征在于：所述的载波信号检测器在第二设定时间内未检测到载波信号时，判断处于孤岛状态，载波信号发生器发出控制信号至第一开关单元用于断开分布式电源与低压电网的连接。
6.如权利要求1所述的台区反孤岛保护系统，其特征在于：所述的载波信号波形为方波、脉冲或锯齿波。
7.如权利要求1所述的台区反孤岛保护系统，其特征在于：还包括低压载波信号控制器、通信单元、监控单元，所述的监控单元通过通信单元与低压载波信号控制器连接，所述的低压载波信号控制器与低压载波信号发生器连接。
8.如权利要求7所述的台区反孤岛保护系统，其特征在于：所述的低压载波信号控制器与电流电压监测模块连接，所述电流电压监测模块用于监测台变高压侧和低压侧的电流电压数据。
9.如权利要求1所述的台区反孤岛保护系统，其特征在于：所述的分布式电源为光伏发电电源、风力发电电源和或储能电源。
CN201710286239.3A 2017-04-27 2017-04-27 一种台区反孤岛保护系统 Pending CN106992505A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710286239.3A CN106992505A (zh) 2017-04-27 2017-04-27 一种台区反孤岛保护系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710286239.3A CN106992505A (zh) 2017-04-27 2017-04-27 一种台区反孤岛保护系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106992505A true CN106992505A (zh) 2017-07-28

Family

ID=59418415

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710286239.3A Pending CN106992505A (zh) 2017-04-27 2017-04-27 一种台区反孤岛保护系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106992505A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107769252A (zh) * 2017-11-08 2018-03-06 华北电力科学研究院有限责任公司 分布式发电系统的孤岛检测方法、设备及系统
CN109387713A (zh) * 2018-10-17 2019-02-26 东北大学 一种分布式并网孤岛检测的混合方法
CN109861282A (zh) * 2019-02-21 2019-06-07 国网浙江武义县供电有限公司 基于信号耦合的反孤岛系统
CN111682591A (zh) * 2020-07-07 2020-09-18 国网山东省电力公司平度市供电公司 一种低压分布式电源的反孤岛保护方法及装置
CN113572193A (zh) * 2021-06-30 2021-10-29 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 分布式电源孤岛运行状态识别方法、融合终端及系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000014017A (ja) * 1998-06-23 2000-01-14 Daihen Corp 変電所遮断器開放検出方法、変電所遮断器開放検出装置及び該検出装置を備えた受配電設備
CN102005742A (zh) * 2010-11-17 2011-04-06 中国电力科学研究院 基于工频载波的分布式发电孤岛检测系统及其检测方法
CN106130073A (zh) * 2016-08-09 2016-11-16 国电南瑞科技股份有限公司 一种基于分布式光伏低压反孤岛装置的选线方法
CN206775117U (zh) * 2017-04-27 2017-12-19 国网安徽省电力公司芜湖供电公司 一种基于低压载波的台区反孤岛保护系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000014017A (ja) * 1998-06-23 2000-01-14 Daihen Corp 変電所遮断器開放検出方法、変電所遮断器開放検出装置及び該検出装置を備えた受配電設備
CN102005742A (zh) * 2010-11-17 2011-04-06 中国电力科学研究院 基于工频载波的分布式发电孤岛检测系统及其检测方法
CN106130073A (zh) * 2016-08-09 2016-11-16 国电南瑞科技股份有限公司 一种基于分布式光伏低压反孤岛装置的选线方法
CN206775117U (zh) * 2017-04-27 2017-12-19 国网安徽省电力公司芜湖供电公司 一种基于低压载波的台区反孤岛保护系统

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107769252A (zh) * 2017-11-08 2018-03-06 华北电力科学研究院有限责任公司 分布式发电系统的孤岛检测方法、设备及系统
CN109387713A (zh) * 2018-10-17 2019-02-26 东北大学 一种分布式并网孤岛检测的混合方法
CN109387713B (zh) * 2018-10-17 2020-09-15 东北大学 一种分布式并网孤岛检测的混合方法
CN109861282A (zh) * 2019-02-21 2019-06-07 国网浙江武义县供电有限公司 基于信号耦合的反孤岛系统
CN111682591A (zh) * 2020-07-07 2020-09-18 国网山东省电力公司平度市供电公司 一种低压分布式电源的反孤岛保护方法及装置
CN113572193A (zh) * 2021-06-30 2021-10-29 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 分布式电源孤岛运行状态识别方法、融合终端及系统
CN113572193B (zh) * 2021-06-30 2024-07-19 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 分布式电源孤岛运行状态识别方法、融合终端及系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102005742B (zh) 基于工频载波的分布式发电孤岛检测系统及其检测方法
CN106992505A (zh) 一种台区反孤岛保护系统
Bayrak et al. Implementation of a new remote islanding detection method for wind–solar hybrid power plants
CN103081274B (zh) 检测电力网络中的孤岛状况
CN103004047B (zh) 为分布式发电电源提供电弧故障和/或接地故障保护用的系统及方法
CN109490638A (zh) 多光伏电源并网的直流电力系统的阻抗测量式孤岛检测法
CN203312781U (zh) 一种分布式发电综合防孤岛保护系统
CN103124068A (zh) 一种分布式发电并网系统防孤岛保护系统及其保护方法
CN206775117U (zh) 一种基于低压载波的台区反孤岛保护系统
CN103296696B (zh) 逆变器及其控制方法
CN103091604B (zh) 一种光伏并网发电系统的孤岛检测方法和检测装置
CN108631353A (zh) 一种微电网孤岛检测方法及系统
Nayak et al. A hybrid islanding detection method considering voltage unbalance factor
CN102495306B (zh) 微网电力系统的设备的投运和停运状态判别方法
CN201956675U (zh) 基于工频载波的分布式发电孤岛检测系统
CN112003252B (zh) 线路故障切除装置及直流系统
CN203522212U (zh) 具有低电压穿越和防孤岛保护功能的光伏电站系统
CN103887811A (zh) 具有低电压穿越和防孤岛保护功能的分布式电源系统及控制方法
CN202330646U (zh) 三相并网逆变器的并网开关状态检测系统
CN103475022A (zh) 具有低电压穿越和防孤岛保护功能的光伏电站系统
CN216794641U (zh) 一种光伏并网智能断路器
CN108429243A (zh) 解列装置和水电系统
CN114285371A (zh) 高可靠性光伏发电系统智能监测通讯汇流箱及方法
Meshram et al. A passive islanding detection technique for grid connected solar photovoltaic system
Moradzadeh et al. A novel hybrid islanding detection method for distributed generations

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170728