CN108802567A - 用于新能源供电的孤岛监测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了用于新能源供电的孤岛监测方法,属于供电检测领域,所述孤岛检测方法包括从配电台区总表处获取配电变压器输出电压,从接入端智能电表出获取新能源接入端电压;获取当前时刻输出电压与接入端电压的电压差值,如果差值的数值小于预设阈值,则获取当前时刻的前一时刻对应的电压差值完成孤岛判定。通过利用已有的用电信息进行判断,能够完成对是否存在孤岛效应进行判定,另外设置台区总表和新能源接入点智能电表为重点用户,提高新能源供电孤岛判别的响应速度。

Description

用于新能源供电的孤岛监测方法
技术领域
[0001]本发明属于供电检测领域,特别涉及用于新能源供电的孤岛监测方法。
背景技术
[0002]随着新能源应用技术的发展,新能源并网到配电网的情况越来越多,虽然电网公 司对新能源并网有严格的要求,明确不允许形成小型新能源供电孤岛,一般是新能源并网 设备带有监测功能,当市电停电时自动切断新能源供电,但在运行中,可能发生自动切断失 败情况,而很多时候,市电停电后接着就是供电检查或抢修,一旦存在新能源形成供电孤岛 情况,影响工作人员生命安全,因此,必须可靠的判断是否形成新能源供电孤岛。
[0003] 我国现在已经基本实现了智能电能表的全覆盖工作,而且用电信息采集系统也基 本实现对所有电能表的数据采集,若能利用智能电表和用电信息采集系统监测分析是否新 能源供电孤岛的形成,及时通知工作人员并远程切断新能源供电网络,保障人员安全。
[0004] 但是,目前变压器总表在应用划分上属于配电,而新能源接入的电表属于用电,两 者管理上不属于同一部门,加上新能源接入还属于发展的初期,也没有人重视新能源供电 孤岛形成后的问题,因此,需要应用更多的技术手段来确保不形成新能源供电孤岛和及时 对存在新能源供电孤岛情况进行及时处理。
发明内容
[0005] 为了解决现有技术中存在的缺点和不足,本发明提供了借助配电变压器输出电压 与新能源接入端电压差值的方式对是否存在孤岛效应进行判定的用于新能源供电的孤岛 监测方法。
[0006] 为了达到上述技术目的,本发明提供了用于新能源供电的孤岛监测方法,,所述孤 岛检测方法,包括:
[0007] 从配电台区总表处获取配电变压器输出电压tq,从接入端智能电表出获取新能源 接入2而电压Ti;
[0008] 获取t+1时刻输出电压To与接入端电压Ti的电压差值Ut+1,如果差值Ut+1的数值小于 预设阈值,则获取t时刻电压差值Ut;
[0009]当电压差值Ut大于预设阈值时,判定形成新能源供电孤岛。
[0010]可选的,所述孤岛检测方法,还包括:
[0011]当电压差值ut小于预设阈值且输出电压检测到潮流反向时,判定形成新能源供电 孤岛。
[0012]可选的,所述新能源并网系统,包括:
[0013] 配电台区总表Ml和新能源接入点电表M2,在配电台区总表Ml上连接有配电变压器 T1,在新能源接入点电表M2连接有新能源变流器T2,配电变压器T1至新能源之间的线路阻 抗Z1以及用户负载阻抗Z2;
[0014] 还包括配电变压器T1的等效串联阻抗Z0以及新能源变流器T2的等效并联阻抗Z4。
[0015] 可选的,在所述新能源并网系统中,还包括:
[0016] 流经配电变压器T1的配电变压器输出电流II、流经新能源变流器T2的供电电流 12。
[0017] 本发明提供的技术方案带来的有益效果是:
[0018] 通过利用己有的用电信息进行判断,能够完成对是否存在孤岛效应进行判定,另 外设置台区总表和新能源接入点智能电表为重点用户,提高新能源供电孤岛判别的响应速 度。
附图说明
[0019] 为了更清楚地说明本发明的技术方案,下面将对实施例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一些实施例,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,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020] 图1是本发明提供的基于等效阻抗模型的新能源并网系统的结构示意图。
具体实施方式
[0021] 为使本发明的结构和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明的结构作进一步地 描述。
[0022] 实施例一
[0023]本发明提供了用于新能源供电的孤岛监测方法,如图1所示,所述孤岛检测方法, 包括:
[0024] 11、从配电台区总表处获取配电变压器输出电压T。,从接入端智能电表出获取新 能源接入端电压T1;
[0025] 12、获取t+1时刻输出电压To与接入端电压Ti的电压差值Ut+1,如果差值Ut+1的数值 小于预设阈值,则获取t时刻电压差值Ut;
[0026] 13、当电压差值Ut大于预设阈值时,判定形成新能源供电孤岛。
[0027] 在实施中,孤岛效应是当电力公司的供电系统因故障事故或停电维修等原因停止 工作时,安装在各个用户端的分布式电源系统未能及时检测出停电状态而不能迅速将自身 从市电网络脱离,从而形成的由分布式电源系统像周围负载供电的一种电力公司无法掌控 的自给供电孤岛现象。孤岛效应会对整个配电系统设备和用户端的设备造成不利影响,包 括:
[0028]影响配电系统上的保护开关动作程序,孤岛区域发生的供电电压与频率的不稳定 性质会对用户端的用电设备造成破坏以及因此再次跳闸的问题。
[0029]本发明的防孤岛检测方法采用的是变压器端与新能源接入端的实时电压的差值, 判断的准确度高。相比于用固定的参考电压进行比较的方法,因为供电线路在不同时刻用 电负荷不同时,电压波动比较大,用固定参考电压(如额度电压)作比较,当孤岛形成在不同 时刻,有时会漏判,有时会误判。
[0030]针对整个台区的孤岛检测,而不是某个新能源站的孤岛检测。在大多数的孤岛检 测方法中,只考虑了线路有1个新能源接入端的情况,而当线路有多个新能源接入点时,各 新能源接入点之间的检测会相互影响,比如新能源设备都是将外部作为一个整体来考虑进 行防孤岛检测的,因为其外部实际有其他新能源的存在而误判为市电正常,极易形成孤岛, 本方法不受多个新能源接入的影响,能准确的进行判断。使用本发明实施例中提出的方案, 既能监测新能源部分满足台区供电情况,也能检测新能源全部满足台区供电并向电网供电 的情况,适应所有类型的台区。
[0031] 本发明实施例提供的孤岛监测方法,利用已有的用电信息进行判断,通过设置台 区总表和新能源接入点智能电表为重点用户,提高新能源供电孤岛判别的响应速度。
[0032] 可选的,所述孤岛检测方法,还包括:
[0033]当电压差值Ut小于预设阈值且输出电压检测到潮流反向时,判定形成新能源供电 孤岛。
[0034] 可选的,所述新能源并网系统,包括:
[0035]配电台区总表Ml和新能源接入点电表M2,在配电台区总表Ml上连接有配电变压器 T1,在新能源接入点电表M2连接有新能源变流器T2,配电变压器T1至新能源之间的线路阻 抗Z1以及用户负载阻抗Z2;
[0036]还包括配电变压器T1的等效串联阻抗Z0以及新能源变流器T2的等效并联阻抗Z4。 流经配电变压器T1的配电变压器输出电流II、流经新能源变流器T2的供电电流12。
[0037]在实施中,根据电力行业标准,用电信息采集终端具有可充电电池,可实现停电后 一段时间的数据上报,当发生市电停电时,不论是否新能源供电是否形成孤岛,用电信息采 集终端都能保证停电前后都有测量数据上报。
[0038] 在图1所示的基于等效阻抗模型的新能源并网系统中,电网侧等效为理想电压源 T1和阻抗Z0的串联,新能源接入变流器等效为理想电流T2和阻抗Z4的并联。
[0039] Ml为配电台区总表,可测量变压器的输出电压VI和供电电流II;
[0040] M2为安装在新能源并网接入点的计量新能源的智能电表,可测量新能源接入点电 压V2和供电电流12;
[0041] 由图1可知,配电变压器至新能源之间接入点之间的电压差,即加在线路阻抗Z1两 端的电压差VZ1=V1-V2二I1*Z1
[0042] I1*Z1=V1-V2 = V1-(11+12) *Z2 (式 1)
[0043]由式 1 变换得:11= (V1-I2*Z2)AZ1+Z2) 试 2)
[0044]由式2变换得:
[0045] VZ1 = I1*Z1 =V1*Z1/ (Z1+Z2) -I2*Z1*Z2) / (Z1+Z2) (式3)
[0046]因为新能源供电孤岛形成时,新能源在输出电流,此时12>0,¥21<¥1*21/(21+22)。 [0047] 记t0和tl前后两个时刻的VZ1值为UtO和Utl;
[0048] 若新能源孤岛形成正好在t0和tl两个时刻的中间发生,那么在tl时刻,因为配电 变压器的输出电压为0V,Utl =-I2*Zl*Z2) AZ1+Z2) <0;而在to时刻,UtO = Vl*ZlAZl+Z2) -I2*Z1*Z2V(Z1+Z2),有两种情况:
[0049] 1)新能源不足以满足台区供电需求,此时Ut0>0;
[0050] 2)新能源足以满足台区供电需求经配电变压器向输电网反供电,此时Ut0<0,同时 出现潮流反向;
[0051] 那么可以依据上述情况进行是否存在孤岛运行的判断:
[0052] 1)若tl时刻,配电变压器至新能源之间接入点之间的电压差utl>0,则新能源供电 孤岛没有形成;
[0053] 2)若《时刻,配电变压器至新能源之间接入点之间的电压差utl<0,但同时台区总 表检测到潮流反向情况,则新能源供电孤岛没有形成;
[0054] 3)若tl时刻,配电变压器至新能源之间接入点之间的电压差,UtK0且台区总表没 有检测到潮流反向,而前一时刻to的uto>o,那么,此时应产生了新能源供电孤岛;
[0055] 4)若tl时刻,配电变压器至新能源之间接入点之间的电压差,Utl〈〇且台区总表没 有检测到潮流反向,而前一时刻to的Ut0<0和存在潮流反向,那么,此时应产生了新能源供 电孤岛;
[0056]为了保证新能源供电孤岛监测的及时性,可以将配电台区总表和新能源接入点的 智能电表设置为重点用户,提高用电数据的采集频率。
[0057] 本发明提供了用于新能源供电的孤岛监测方法,所述孤岛检测方法包括从配电台 区总表处获取配电变压器输出电压,从接入端智能电表出获取新能源接入端电压;获取当 前时刻输出电压与接入端电压的电压差值,如果差值的数值小于预设阈值,则获取当前时 刻的前一时刻对应的电压差值完成孤岛判定。通过利用己有的用电信息进行判断,能够完 成对是否存在孤岛效应进行判定,另外设置台区总表和新能源接入点智能电表为重点用 户,提高新能源供电孤岛判别的响应速度。
[0058] 上述实施例中的各个序号仅仅为了描述,不代表各部件的组装或使用过程中的先 后顺序。
[0059] 以上所述仅为本发明的实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则 之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.用于新能源供电的孤岛监测方法,其特征在于,所述孤岛检测方法,包括: 从配电台区总表处获取配电变压器输出电压T〇,从接入端智能电表出获取新能源接入 端电压Ti; 获取t+1时刻输出电压Tq与接入端电压Ti的电压差值Ut+1,如果差值仏+1的数值小于预设 阈值,则获取t时刻电压差值Ut; 当电压差值Ut大于预设阈值时,判定形成新能源供电孤岛。
2.根据权利要求1所述的用于新能源供电的孤岛监测方法,其特征在于,所述孤岛检测 方法,还包括: 当电压差值Ut小于预设阈值且输出电压检测到潮流反向时,判定形成新能源供电孤岛。
3. 根据权利要求1至2任一项所述的用于新能源供电的孤岛监测方法,所述孤岛监测方 法用于对新能源并网系统进行孤岛检测,其特征在于,所述新能源并网系统,包括: 配电台区总表Ml和新能源接入点电表M2,在配电台区总表Ml上连接有配电变压器T1, 在新能源接入点电表M2连接有新能源变流器T2,配电变压器T1至新能源之间的线路阻抗Z1 以及用户负载阻抗Z2; 还包括配电变压器T1的等效串联阻抗Z0以及新能源变流器T2的等效并联阻抗Z4。
4. 根据权利要求3所述的用于新能源供电的孤岛监测方法,其特征在于,在所述新能源 并网系统中,还包括: 流经配电变压器n的配电变压器输出电流11、流经新能源变流器12的供电电流12。
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