CN107656149A - 一种开口三角形注入型阻抗检测孤岛判别方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种开口三角形注入型阻抗检测孤岛判别方法，包含以下步骤：A、在微电网并网点使用小容量星三角变压器，在三角侧注入测量信号；B、对星三角变压器三角形侧所反映出的三相电压与三角形内的零序环流进行采样；C、实时计算出注入点系统的零序阻抗，与ΔT时刻之前注入点系统的零序阻抗向比较；D、通过比较孤岛前后三相分相零序阻抗变化的方法，进行孤岛判别，本发明的有益效果是：1、电路简单，便于实施，附加有保护电路，元件不容易损坏。2、不依赖逆变器，可以在指定的微电网并网点进行孤岛判别。3、判断准确、迅速，保护死区小，拒动、误动可能性小。4、对电网电能质量影响小。
Description
技术领域
本发明涉及智能微电网技术领域，具体是一种开口三角形注入型阻抗检测孤岛判别方法。
背景技术
孤岛判别是智能微电网安全稳定运行所必须具备的重要功能。当与微电网并列运行的主电网因各种状况停运时，各个微电网必须及时检测出主电网停电状态并将自身切离电网，要从并网运行模式转为离网(即孤岛运行)模式，提高电力系统安全性和供电可靠性。
目前，常规的孤岛判别方法分为被动式检测方法和主动式孤岛判别方法，被动式检测方法是检测微电网并网点电压的相位、频率以及谐波变化，方法简单但存在检测盲区，在某些特殊情况下可能会拒动；主动式检测方法可弥补被动式检测方法的不足，其方法包括有功功率扰动、无功功率扰动、检测电网阻抗变化等方法，但功率扰动的方法需要逆变器的配合，必须通过逆变器主动产生功率扰动，在微电网内多台逆变器配合时可能产生拒动，而电网阻抗检测方法是在并网点通过耦合的方法注入高次谐波电流，从而计算电网阻抗，通过孤岛发生前后的电网阻抗变化来检测孤岛是否发生，但这种方法在主电网内并列运行有多个微电网时，每个微电网并网点进行并离网操作时产生的扰动以及注入信号的不同步会使检测的准确度受影响，也会对电能质量产生了一定的影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种开口三角形注入型阻抗检测孤岛判别方法，以解决背景技术中提到的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种开口三角形注入型阻抗检测孤岛判别方法，包含以下步骤：
A、在微电网并网点使用小容量星三角变压器，在三角侧注入测量信号；
B、对星三角变压器三角形侧所反映出的三相电压与三角形内的零序环流进行采集；
C、实时计算出注入点系统的零序阻抗，与ΔT时刻之前注入点系统的零序阻抗向比较；
D、通过比较孤岛前后三相分相零序阻抗变化的方法，进行孤岛判别。
作为本发明的优选方案：使用小容量星三角变压器，变压器星型侧接入电网孤岛判别点，三角形侧使用开口三角形接法，在开口处注入测量信号。
作为本发明的优选方案：使用小功率低频交流注入源，并在注入回路串联保护电阻。
作为本发明的优选方案：在星三角变压器开口三角形侧的三个绕组上使用电压互感器进行测量，在三角形内使用零序电流环流互感器进行测量。
作为本发明的优选方案：实时测量星三角变压器开口三角形侧三个绕组上的电压与三角形内的零序环流，计算出注入点对应的三相零序分相阻抗值并进行储存。
作为本发明的优选方案：所述步骤C和步骤D具体是：通过比较当前的三相零序分相阻抗值与ΔT时刻前三相零序分相阻抗的有效值，若三相阻抗同时增加为ΔT的n倍，且ΔT时间前测得的零序分相阻抗有效值小于检测点的低频信号源归算阻抗，则判定为发生了孤岛状况，一般情况下，n>7；若三相的阻抗值没有同时变化、增加倍数小于设定的n倍或者ΔT时间前测得的零序分相阻抗有效值大于检测点的低频信号源归算阻抗，则判别没有发生孤岛状况。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、电路简单，便于实施，附加有保护电路，元件不容易损坏。2、不依赖逆变器，可以在指定的微电网并网点进行孤岛判别。3、判断准确、迅速，保护死区小，拒动、误动可能性小。4、对电网电能质量影响小。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是本发明实施例的电路等效原理图；
图3是本发明实施例的检测动作特性图；
图4是本发明实施例的检测方法流程图。
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。
请参阅图1-4，一种开口三角形注入型阻抗检测孤岛判别方法，包含以下步骤：
A、在微电网并网点使用小容量星三角变压器，在三角侧注入测量信号；
B、对星三角变压器三角形侧所反映出的三相电压与三角形内的零序环流进行采集；
C、实时计算出注入点系统的零序阻抗，与ΔT时刻之前注入点系统的零序阻抗向比较；
D、通过比较孤岛前后三相分相零序阻抗变化的方法，进行孤岛判别。
使用小容量星三角变压器，变压器星型测接入电网孤岛判别点，三角形测使用开口三角形接法，在开口处注入测量信号。
使用小功率低频交流注入源，并在注入回路串联保护电阻。
在星三角变压器开口三角形侧的三个绕组上使用电压互感器进行测量，在三角形内使用零序电流环流互感器进行测量。
实时测量星三角变压器开口三角形侧三个绕组上的电压与三角形内的零序环流，计算出注入点对应的三相零序分相阻抗值并进行储存。
步骤C和步骤D具体是：通过比较当前的三相零序分相阻抗值与ΔT时刻前三相零序分相阻抗的有效值，若三相阻抗同时增加为ΔT的n倍，且ΔT时间前测得的零序分相阻抗有效值小于检测点的低频信号源归算阻抗，则判定为发生了孤岛状况，一般情况下，n>7；若三相的阻抗值没有同时变化、增加倍数小于设定的n倍或者ΔT时间前测得的零序分相阻抗有效值大于检测点的低频信号源归算阻抗，则判别没有发生孤岛状况。
本发明的工作原理是：本发明实施例如图1所示，包括小容量星三角变压器，用来保护低频注入信号源和限制低频注入信号源注入功率的电阻R2，用来提供零序注入电压分配和提供系统发生单相接地故障时保护的电阻R1，和用来测量分相电压的电压互感器与零序环流电流互感器。
本发明的判别方式使用方法使用的直接测量值为星三角变压器三角形侧的三个电压UdAB、UdBC、UdCA和零序环流电流Id0。
本发明实施例的电路等效示意图如图2所示，QF1为380V配网系统主断路器；QF2为微电网并网断路器；ZW1为380V配网系统中其它支路负荷阻抗之和，ZW1为微电网中其它支路负荷阻抗，Zg为10kV配电变压器零序接地阻抗，其中Zg远小于其他支路阻抗。图2中阻抗值均为低频信号对应的阻抗值，示意图中未标注线路阻抗、变压器漏抗等阻抗。
图1为本发明实施例的结构示意图，结合附图2、3、4对本发明的具体实施步骤进行详细说明，具体实施步骤如下：
(1)本发明的技术方案是在低压微电网并网点出增设一个小容量的星三角变压器，变压器星形侧接入判别点的三相线，采用中性点直接接地的方式连接；变压器的三角形侧先接为开口三角形，开口处并联电压分配电阻R1,再将保护电阻R2与低频交流注入信号源，实现低频交流注入信号对系统零序网络的注入。
(2)通过互感器实时测量三相绕组上的电压UdAB、UdBC、UdCA和三角形环路内的电流Id0。
(3)实时计算分相零序阻抗ZdAB、ZdBC、ZdCA并储存起来，同时取出ΔT时限前的分相零序阻抗计算值Z`dAB、Z`dBC、Z`dCA。
(4)根据孤岛发生前后系统零序阻抗的变化特征，采用分相零序阻抗绝对值比较原理，即动作方程(ZdAB>nZ`dAB)&&(ZdBC>nZ`dBC)&&(ZDca>nZ`dCA)，同时设立孤岛前系统零序阻抗最低门槛，防止误动。式中n的取值一般n>7，当系统正常运行时，ZdAB与Z`dAB、ZdBC与nZ`dBC、ZDca与nZ`dCA基本相等。当微电网在正常并网运行且未发生孤岛情况时，由于10kV配变零序阻抗Zg较小，所以计算所得的等效阻抗Zd*也较小，当系统突然发生孤岛状况时，QF1断开，记录值Z`d*仍较小，而当前的Zd*突然增加为原先的数倍，则动作方程(|ZdAB|>n|Z`dAB|)&&(|ZdBC|>n|Z`dBC|)&&(|ZDca|>n|Z`dCA|)满足，同时为了防止电网负荷波动，增加闭锁判断条件|Z`*0|<1.5|Zg|，这2个条件均满足后，则判别当前电网发生了孤岛状况。
综上所述，本发明可快速、准确地识别孤岛，在各种其他故障发生时不易误动，检测盲区小，对电能质量影响小，适用于微电网的孤岛检测。
Claims (6)
1.一种开口三角形注入型阻抗检测孤岛判别方法，其特征在于，包含以下步骤：
A、在微电网并网点使用小容量星三角变压器，在三角侧注入测量信号；
B、对星三角变压器三角形侧所反映出的三相电压与三角形内的零序环流进行采样；
C、实时计算出注入点系统的零序阻抗，与ΔT时刻之前注入点系统的零序阻抗向比较；
D、通过比较孤岛前后三相分相零序阻抗变化的方法，进行孤岛判别。
2.根据权利要求1所述的一种开口三角形注入型阻抗检测孤岛判别方法，其特征在于，使用小容量星三角变压器，变压器星型侧接入电网孤岛判别点，三角形测使用开口三角形接法，在开口处注入测量信号。
3.根据权利要求2所述的一种开口三角形注入型阻抗检测孤岛判别方法，其特征在于，使用小功率低频交流注入源，并在注入回路串联保护电阻。
4.根据权利要求1所述的一种开口三角形注入型阻抗检测孤岛判别方法，其特征在于，在星三角变压器开口三角形侧的三个绕组上使用电压互感器进行测量，在三角形内使用零序电流环流互感器进行测量。
5.根据权利要求1所述的一种开口三角形注入型阻抗检测孤岛判别方法，其特征在于，实时测量星三角变压器开口三角形侧三个绕组上的电压与三角形内的零序环流，计算出注入点对应的三相零序分相阻抗值并进行储存。
6.根据权利要求1所述的一种开口三角形注入型阻抗检测孤岛判别方法，其特征在于，所述步骤C和步骤D具体是：通过比较当前的三相零序分相阻抗值与ΔT时刻前三相零序分相阻抗的有效值，若三相阻抗同时增加为ΔT的n倍，且ΔT时间前测得的零序分相阻抗有效值小于检测点的低频信号源归算阻抗，则判定为发生了孤岛状况，一般情况下，n>7；若三相的阻抗值没有同时变化、增加倍数小于设定的n倍或者ΔT时间前测得的零序分相阻抗有效值大于检测点的低频信号源归算阻抗，则判别没有发生孤岛状况。
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