CN110120657B - 单元电网保护装置、大电网以及控制单元电网保护装置的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种包括分布式电源的单元电网的单元电网保护装置，包括该单元电网保护装置的大电网，以及控制单元电网保护装置的方法，其中该单元电网通过所述单元电网保护装置与一个总线连接，以及其中一个主网通过一个主网保护装置与所述总线连接，其中所述单元电网保护装置包括：一个信号单元，其检测并发送通过所述单元电网保护装置的电流信息，其中所述电流信息包括该电流的大小和方向；一个控制单元，其基于接收的电流信息判断是否发出脱扣信号；一个执行机构，其在接收到所述脱扣信号时，执行所述单元电网保护装置的脱扣操作。

Description

单元电网保护装置、大电网以及控制单元电网保护装置的 方法
技术领域
本发明涉及一种设有分布式能源的电压，以及在该电网中连接主网与单元电网的自主式保护装置。
背景技术
微电网(micro-grid)可以包括多个单元电网(nano grid)，其中每个单元电网由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统。其中单元电网(nano grid)一般指功率水平小于100kW带分布式能源的电网网络。单元电网通常在与常规的主网网或者商业电网并网(例如20KV/400V的商业电网)的并网模式(grid-connected mode)或与主网断开的孤岛模式(island mode)状态下工作。单元电网内部通常包括多个并联支路，其中每个支路都设有保护装置，其通常包括微型断路器(MCB)。当单元电网在并网模式下工作时，其内部的保护装置通常都能够满足需求。
图1示出了一种通常的不设有分布式电源的典型的单元电网与主网连接的示意图。在图1中示出的单元电网1包括并联的n条支路(在图中未完全示出)。其中每条支路上均设有负载和一个微型断路器MCB作为保护装置。当然，在某些情况下，也可以只在部分的支路上设置保护装置。当单元电网1通过一个单元电网保护装置与主网在并网模式下运行时，例如当支路30的F2处出现故障时，支路30的保护装置33应该首先脱扣。当与该单元电网1并联接入主网200的一条电路300中的F3处出现故障时，该电路上的保护装置PD9先跳闸或者脱扣。而当该电路300中的F1处出现故障时，则应该由主网保护装置PD7首先跳闸或者脱扣。在没有设置分布式电源的单元电网的情况下，通过单元电网保护装置PD4的电流都是由主网200流向单元电网1的方向的，因为各个位置的保护装置都能够按需正常脱扣或者跳闸，这些需求都可以满足。保护装置可以是微型断路器、能够在远程控制进行复位的微型断路器等。
图2则示出了在单元电网中设有分布式电源的情况。如图2所示，该电网包括至少一个第一单元电网1和一个电路3或者在该实施例中以一个第二单元电网2的形式存在。其中，该第一单元电网1和第二单元电网2中据设有分布式电源(Distributed Resource,DR)，例如光伏(PV)或者储能装置，例如蓄电池等。第一单元电网1与第二单元电网2分别接入一个商业电网200或者说主网200，其中第一单元电网1与一个第一单元电网保护装置PD41串联形成第一单元电网支路；其中第二单元电网2与一个第二单元电网保护装置PD42串联串联形成第一单元电网支路。第一单元电网支路与第二单元电网支路并联，随后在于一个主网保护装置PD7串联从而与主网200连接。在设有包括分布式电源的单元电网的大网中，流经各个单元电网保护装置的电流方向可能是从单元电网向主网200流动或者从主网200向单元电网流动。当F1处出现故障电流时，主网保护装置PD7和各个单元电网保护装置PD4都应该首先脱扣或跳闸。但是例如在单元电网1、2以及电路3向主网200供电的情况下，F1处的电流大小包括单元电网中的分布式电源的电流贡献，因此实际上主网保护装置PD7所能测到的电流大小不足以触发主网保护装置PD7的保护，而造成主网保护装置PD7发生所谓的“盲区保护”。这在设有多个带分布式电源的单元电路中尤为严重。这在现有技术中还无法满足。
发明内容
本发明首先提供一种包括分布式电源的单元电网的单元电网保护装置，其中该单元电网通过所述单元电网保护装置与一个总线连接，以及其中一个主网通过一个主网保护装置与所述总线连接，从而能够形成一个大电网，其中所述单元电网保护装置包括：
一个信号单元，其检测并发送通过所述单元电网保护装置的电流信息，其中所述电流信息包括该电流的大小和方向；
一个控制单元，其基于接收的电流信息判断是否发出脱扣信号；
一个执行机构，其在接收到所述脱扣信号时，执行所述单元电网保护装置的脱扣操作。在单元电网设有分布式电源的情况下，传统的单元电网保护装置已经不能满足保护并且不能解决主网的盲区保护问题。依据本发明的单元电网保护装置由于可以通过基于电流信息的判断，除了执行普通的脱扣之外，还可以在附加地基于电流的大小以及方向去智能地脱扣或者接合，从而更好地保护这种设有分布式电源的单元电网，并且解决盲区保护的问题。
根据一种优选的实施方式，所述信号单元检测电压信息，其中所述电压信息包括电压大小。这样能够更精确地判断，并且避免盲区保护。
根据一种优选的实施方式，当电流从所述主网流向所述单元电网，所述信号单元判断所述电流为正向电流，当电流从所述单元电网流向所述主网，所述信号单元判断所述电流为反向电流。
根据一种优选的实施方式，当所述正向电流大于一个正向电流阈值时，所述控制单元发出脱扣信号。这是当单元电网内部出现故障时，该单元电网控制装置的策略。
根据一种优选的实施方式，所述控制单元在等待一个脱扣时间段后发出所述脱扣信号，其中，所述脱扣时间段是单元电网内部的内部保护装置的脱扣时间。也就是该单元电网控制装置作为单元电网内部的内部保护装置的备用保护装置工作。
根据一种优选的实施方式，当反向电流在一个所述延时时间段内持续大于一个反向电流阈值时，所述控制单元发出脱扣信号。通过这种操作，单元电网保护装置在F1处出现故障或者在F3处出现故障且F3处的保护装置没有动作时，均可以实现对该单元电网的有效保护，也就是说解决了盲区保护的问题。
根据一种优选的实施方式，所述控制单元在判断接收到电压的大小出现下降时，确认所述反向电流为反向故障电流。通过对电压降的判断，进一步确实是故障导致的电流变化。
根据一种优选的实施方式，一个支路电路通过至少一个支路保护装置与所述单元电网并联地连接到所述总线，其中所述延时时间段为所述支路保护装置的脱扣时间。
根据一种优选的实施方式，当判断出电压为零时，所述控制单元发出脱扣信号。尤其在系统电压失去时，也脱扣实现对主网的保护。
本发明另一方面提供了一个大电网，包括：
至少一个带有分布式电源的单元电网，其中每个所述单元电网通过至少一个单元电网保护装置连接到一个总线；
一条支路电路，其通过至少一个支路保护装置连接到所述总线；
一个主网，其通过一个主网保护装置连接到所述总线，其特征在于，所述单元电网保护装置中的至少一个为依据上述各个实施方式中任意一项所述的单元电网保护装置。
根据一种优选的实施方式，所述支路电路为带有分布式电源的单元电网，以及所述支路保护装置为依据上述各个实施方式中任意一项所述的单元电网保护装置。
本发明又一方面控制一个包括分布式电源的单元电网的单元电网保护装置的方法，其中该单元电网通过所述单元电网保护装置与一个总线连接；一个支路电路通过至少一个支路保护装置与所述单元电网并联地连接到所述总线；以及其中一个主网通过一个主网保护装置与所述总线连接，其中所方法包括：
接收步骤：接收通过所述单元电网保护装置的电流信息和电压信息，其中所述电流信息包括该电流的大小和方向，其中所述电压信息至少包括电压的大小；
判断步骤：基于接收的电流信息或者电流信息与电压信息判断是否执行一个发送步骤，其中在所述发送步骤中向一个执行机构发出脱扣信号。
根据一种优选的实施方式，当电流方向为正向，且大于一个正向电流阈值时，执行所述发送步骤，其中当电流从所述主网流向所述单元电网，所述电流为正向电流，当电流从所述单元电网流向所述主网，所述电流为反向电流。
根据一种优选的实施方式，所述发送步骤包括：在等待一个脱扣时间段后发出所述脱扣信号，其中，所述脱扣时间段是单元电网内部的内部保护装置的脱扣时间。
根据一种优选的实施方式，所述判端步骤包括：当电流的方向为反向，且大于一个反向电流阈值时，判端是否执行发送步骤，其中当反向电流在一个所述延时时间段内持续大于一个反向电流阈值时，执行发送步骤。
根据一种优选的实施方式，所述判端步骤包括：在存在电压下降时，判断所述反向电流为反向故障电流。
根据一种优选的实施方式，所述延时时间段为所述支路保护装置的脱扣时间。
根据一种优选的实施方式，所述判端步骤包括：当判断出电压为零时，执行发送步骤。
通过依据本发明的单元电网保护装置的设计，以及该单元电网保护装置的控制方法，使得各个单元电网通过一个智能的保护装置接入总线，其能够判断故障发生的位置，为单元电网提供适时的保护，而且能够规避主网保护装置的盲区保护问题。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，
图1示例性地示出了依据现有技术的不设分布式能源的大电网；
图2示例性地示出了一种设有分布式能源的大电网的实施方式；
图3示例性地示出了一个保护装置的脱扣曲线的实施方式；
图4示例性地示出了依据本发明的设有控制装置的保护装置的一种实施方式；
图5示例性地示出了依据本发明的保护装置的一种实施方式；
图6示例性地示出了依据本发明的控制保护装置的方法的一种实施方式。
附图标记列表：
1 第一单元电网
2 第二单元电网、支路
10，20，30，40 单元电网内的支路
PD1/PD2/PD3a/PD3b 单元电网内的保护装置
PD41 第一单元电网保护装置
PD42 第二单元电网保护装置
PD61 第一单元电网备用保护装置
PD62 第二单元电网备用保护装置
PD7 主网保护装置
PD9 支路保护装置
200 主网
300 总线
S1 接收步骤
S2 判断步骤
S3 发送步骤
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
在图3中，示出了在至少一个单元电网中设有分布式电源的情况。在此，示例性地示出了其中两个单元电网。其中，该第一单元电网1和第二单元电网2中据设有分布式电源。第一单元电网1与一个第一单元电网保护装置PD41串联后形成第一单元电网支路(在连接第一单元电网保护装置PD41后还可以设有一个第一备用保护装置PD61)，并接入总线300；其中第二单元电网2与一个第二单元电网保护装置PD42串联形成第一单元电网支路(在连接第二单元电网保护装置PD42后还可以设有一个第二备用保护装置PD62)，并接入总线300。虽然没有示出，但是在这个大电网中还可以设有更多个单元电网，其分别通过一个单元电网保护装置和一个备用保护装置连接到总线300上。此外，主网200也通过一个主网保护装置PD7与该总线300连接。
在设有包括分布式电源的单元电网的这个大电网中，当流经各个单元电网保护装置的电流方向是从主网200向各个单元电网流动，则称该电流方向为正向，或者说当流经单元电网保护装置的电流方向是从单元电网外部向单元电网内部流动，则称为正向电流；当流经各个单元电网保护装置的电流方向是从单元电网流动向主网，则称该电流方向为反向，或者说当流经单元电网保护装置的电流方向是从单元电网向单元电网外部流动，则称为反向电流。
在图2所示的这个大电网中，当F1处出现故障电流时：
各个单元电网保护装置PD41，PD42等应该脱扣以将故障F1隔离于各个单元电网外；
各个单元电网保护装置PD41，PD42应该比单元电网内部的各个支路保护装置PD11，PD21等先脱扣；
主网保护装置PD7不应出现如现有技术中所述盲区保护。
以上这些在现有的技术中还不能得到满足。具体而言，如图2所示，在F1处出现故障时，流经总线的总线电流I为从主网流出的电流I1与从各个单元电网1、2等流出的电流I2的和。即I＝I1+I2。也就是说，此时各个分布式电源也向故障电流供电，由此流经主网保护装置PD7的电流变小，结果造成主网保护装置PD7能够检测到的故障电流大小比实际的F1处的故障电流I小，导致不足以使主网保护装置PD7脱扣。此时，主网保护装置PD7出现如现有技术中所述盲区保护现象。
此外，当如图所示的第二单元电网支路上的F3处出现故障时，即在第一单元电网1以为的别的单元电网支路上出现故障时，第一单元电网保护装置PD41不应该比出现故障的单元电网支路上的备用保证装置PD62(例如可以是一个保险丝)更早脱扣，从而被邻近的单元电网支路上的故障所影响。
此外，例如当F2处出现故障时，并且在故障修复后，第一单元电网保护装置PD41可以远程接合，从而使得单元电网从新连接到大电网上。为此可以使用例如带有远程控制操作机构(Remote-Controlled Operating Mechanism,RC)的微型断路器MCB。
为了解决以上一个或者多个问题，本发明的一种实施方式提出：
各个单元电网的单元电网保护装置，例如第一电网保护装置和/或第二电网保护装置应该能够识别故障位置，并且根据故障位置实现一系列操作从而避免出现盲区保护的情况。
例如，以第一单元电网1为例，其通过一个第一单元电网保护装置通过总线300与主网200连接。当在该第一单元电网1中出现故障时(例如在F2处出现故障时)，该单元电网保护装置PD41能够根据正向电流脱扣曲线进行脱扣。所谓脱扣曲线指如图3所述的正向电流脱扣曲线。其中曲线L例如示出了第二单元电网备用保护装置PD42的脱扣曲线。例如当通过该保护装置的正向电流大于一个电流阈值Ilim时，保护装置PD42会在T1秒后脱扣；例如当故障电流更大，为Ii时，则保护装置PD42根据该曲线在更短的时间Ti后脱扣。相应地，每个保护装置都依据设定的脱扣曲线进行保护工作。而脱扣曲线通常为经验曲线。
当在第一单元电网1的外部出现故障时，例如当故障点是F1时，第一单元电网保护装置PD41应该脱扣使得第一单元电网1进入孤岛模式；如果故障点是F3时，第一单元电网保护装置PD41则不应该马上脱扣，而是作为出现故障的那个单元电网本身的保护装置的备用保护进行延时。若出现故障的那个单元电网支路上的保护装置没有动作，或者出现故障，则第一单元电网保护装置PD41脱扣使第一单元电网1进入孤岛模式。
以上需求意味着，第一单元电网保护装置PD41应该具备能够确定故障位置的能力。为此，第一单元电网保护装置PD41的控制单元400，应该能够基于电流、电流变化、电压、电压变化等实现故障检测能力。
结合图2、4，在关键位置，例如第一单元电网保护装置PD41、主网保护装置PD7、另一单元电网的备用保护装置PD9或者PD62等处的保护装置的控制策略具体可参见下表1：
Figure GDA0003344769650000071
Figure GDA0003344769650000081
表1：各个位置的保护装置的保护策略
在以上控制策略中，对第一单元电网控制装置PD41的控制应该被设计为满足上述保护策略，而其他的保护装置的控制策略无需相对于现有技术进行调整。
依据本发明，图5示例性地示出了第一单元电网控制装置PD41的具体实现方式的示意图。一般来说，这种单元电网保护装置PD41通常可以包括一个控制单元400，其根据测量到的正向电流大小依据脱扣曲线向保护装置的执行机构420发出脱扣信号。该单元电网保护装置PD41还包括一个信号单元410，其能够检测该第一单元电网保护装置PD41处的电流和/或电压以及电流和/或电压的变化等特征参数。该信号单元410将检测到的电压、电流等特征参数或者其变化量发送给控制单元400进行处理。控制单元400可以是被存储在一个存储装置440中的一个软件模块或者是一个独立的硬件模块，或者是带有存储装置的硬件模块，或者为软件和硬件相结合的模块。其中在存储装置440中可以存储第一单元电网保护装置PD41的正向脱扣曲线、反向脱扣曲线等等。
参见图5，依据本发明，该控制单元400能够基于判断并在下列条件下控制该第一单元电网保护装置PD41脱扣：
情况1：当通过第一单元电网保护装置PD41的正向故障电流I+大于一个正向电流阈值I+lim时，控制该第一单元电网保护装置PD41脱扣，其中第一单元电网保护装置PD41的正向电流脱扣曲线使得该第一电网保护装置作为单元电网内的各个保护装置的备用保护装置进行工作。也就是说脱扣曲线中，将正向电流阈值I+lim和对应的脱扣时间设定得使得该第一单元电网保护装置PD41脱扣时间长于在第一单元电网内的各个保护装置的脱扣时间。
情况2：当通过第一单元电网保护装置PD41的反向故障电流I-大于一个反向故障电流阈值I-lim时，并且在一个延时时间段内Tpend该反向故障电流依然存在，则可以判断要么是另一单元电网支路上出现了故障F3，而且其对应的单元电网备用保护装置PD62也出现了故障没有动作，或者是在总线300上出现了故障，在这两种情况下都应该使该第一单元电网保护装置PD41脱扣。
如果在该延时时间段内Tpend故障电流不再存在，则是其对应的单元电网备用保护装置PD62采取了脱扣动作，此时第一单元电网保护装置PD41无需进一步动作。
此外为了进一步进行精确判断，第一单元电网保护装置PD41在测量到当反向故障电流I-大于一个方向故障电流阈值I-lim并且在该第一单元电网保护装置PD41处的压降Vd>压降阈值Vdlim时，可以判断确实是出现了故障电流。在此，该延时时间段Tpend可以基于其他单元电网保护装置，例如保护装置PD62的脱扣曲线来设定，也就是第一单元电网保护装置PD41的延时时间段Tpend大于或者保护装置PD62的脱扣时间。
情况3：系统电压失去时，控制该第一单元电网保护装置PD41脱扣。
在本发明中，虽然只列举了在第一单元电网保护装置PD41中的控制单元400设置如上的控制策略，但是可以理解的是，这仅仅是一个例子。依据本发明，可以为每个单元电网保护装置的控制装置均设置该控制策略，或者至少为各个单元电网保护装置中的部分设置该种控制策略。
图6示例性地示出了单元电网保护装置的控制方法，其通过单元电网保护装置的控制单元400实现。其中所方法包括：
接收步骤S1：接收通过单元电网保护装置PD41、PD42的电流信息和电压信息，其中所述电流信息包括该电流的大小和方向，其中所述电压信息至少包括电压的大小；
判断步骤S2：基于接收的电流信息或者电流信息与电压信息判断是否执行一个发送步骤S3，其中在所述发送步骤中向一个执行机构420发出脱扣信号。
当电流方向为正向，且大于一个正向电流阈值I+lim时，执行所述发送步骤S3。
所述发送步骤S3可以对应于情况1，包括：在等待一个脱扣时间段后发出所述脱扣信号，其中，所述脱扣时间段是单元电网内部的内部保护装置的脱扣时间。
在情况2下，所述判断步骤S2包括：当电流的方向为反向，且大于一个反向电流阈值I-lim时，判端是否执行发送步骤S3，其中当反向电流在一个所述延时时间段Tpend内持续大于一个反向电流阈值I-lim时，执行发送步骤S3。
其中，所述判端步骤S2还包括：在存在电压下降时，判断所述反向电流为反向故障电流。
在情况3时，所述判端步骤S2包括：当判断出电压为零时，执行发送步骤。
应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本发明保护的范围。

Claims (15)

1.包括分布式电源(DR)的单元电网(1、2)的单元电网保护装置(PD41、PD42)，其中该单元电网通过所述单元电网保护装置(PD41、PD42)与一个总线(300)连接，以及其中一个主网(200)通过一个主网保护装置与所述总线(300)连接，其中所述单元电网保护装置包括：
一个信号单元(410)，其检测并发送通过所述单元电网保护装置(PD41、PD42)的电流信息，其中所述电流信息包括该电流的大小和方向；
一个控制单元(400)，其基于接收的电流信息判断是否发出脱扣信号；
一个执行机构(420)，其在接收到所述脱扣信号时，执行所述单元电网保护装置(PD41、PD42)的脱扣操作；
其中当电流从所述主网(200)流向所述单元电网，所述信号单元(410)判断所述电流为正向电流；当电流从所述单元电网流向所述主网(200)，所述信号单元(410)判断所述电流为反向电流；
其中当反向电流在一个延时时间段(Tpend)内持续大于一个反向电流阈值(I-lim)时，所述控制单元(400)发出脱扣信号；当在该延时时间段(Tpend)内的反向电流不再存在，所述控制单元(400)不发出脱扣信号。
2.如权利要求1所述的单元电网保护装置，其特征在于，所述信号单元(410)检测电压信息，其中所述电压信息包括电压大小。
3.如权利要求1所述的单元电网保护装置，其特征在于，当所述正向电流大于一个正向电流阈值(I+lim)时，所述控制单元(400)发出脱扣信号。
4.如权利要求3所述的单元电网保护装置，其特征在于，所述控制单元(400)在等待一个脱扣时间段后发出所述脱扣信号，其中，所述脱扣时间段是单元电网内部的内部保护装置的脱扣时间。
5.如权利要求1所述的单元电网保护装置，其特征在于，所述控制单元(400)在判断接收到电压的大小出现下降时，确认所述反向电流为反向故障电流。
6.如权利要求1至5中任意一项所述的单元电网保护装置，其特征在于，一个支路电路(2)通过至少一个支路保护装置(PD9、PD62)与所述单元电网并联地连接到所述总线(300)，其中所述延时时间段(Tpend)为所述支路保护装置(PD9、PD62)的脱扣时间。
7.如权利要求1至5中任意一项所述的单元电网保护装置，其特征在于，当判断出电压为零时，所述控制单元(400)发出脱扣信号。
8.一个大电网，包括：
至少一个带有分布式电源的单元电网(1)，其中每个所述单元电网通过至少一个单元电网保护装置连接到一个总线(300)；
一条支路电路(2)，其通过至少一个支路保护装置连接到所述总线(300)；
一个主网，其通过一个主网保护装置(PD7)连接到所述总线，其特征在于，所述单元电网保护装置中的至少一个为依据权利要求1至7中任意一项所述的单元电网保护装置。
9.依据权利要求8所述的大电网，其特征在于，所述支路电路为带有分布式电源的单元电网，以及所述支路保护装置为依据权利要求1至7中任意一项所述的单元电网保护装置。
10.控制一个包括分布式电源(DR)的单元电网(1、2)的单元电网保护装置(PD41、PD42)的方法，其中该单元电网通过所述单元电网保护装置(PD41、PD42)与一个总线(300)连接；一个支路电路(2)通过至少一个支路保护装置(PD9、PD62)与所述单元电网并联地连接到所述总线(300)；以及其中一个主网(200)通过一个主网保护装置与所述总线(300)连接，其中所述方法包括：
接收步骤(S1)：接收通过所述单元电网保护装置(PD41、PD42)的电流信息和电压信息，其中所述电流信息包括该电流的大小和方向，其中所述电压信息至少包括电压的大小；
判断步骤(S2)：基于接收的电流信息或者电流信息与电压信息判断是否执行一个发送步骤(S3)，其中在所述发送步骤(S3)中向一个执行机构(420)发出脱扣信号；所述判断步骤(S2)包括：当电流从所述总线(300)流向所述单元电网(1、2)，判断所述电流为正向电流；当电流从所述单元电网(1、2)流向所述总线(300)，判断所述电流为反向电流；当电流的方向为反向，且大于一个反向电流阈值(I-lim)时，判断是否执行发送步骤(S3)；其中当反向电流在一个延时时间段(Tpend)内持续大于一个反向电流阈值(I-lim)时，执行发送步骤(S3)。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，
当电流方向为正向，且大于一个正向电流阈值(I+lim)时，执行所述发送步骤(S3)。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述发送步骤(S3)包括：在等待一个脱扣时间段后发出所述脱扣信号，其中，所述脱扣时间段是单元电网内部的内部保护装置的脱扣时间。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，
所述判断步骤(S2)包括：在存在电压下降时，判断所述反向电流为反向故障电流。
14.如权利要求10至13中任意一项所述的方法，其特征在于，所述延时时间段(Tpend)为所述支路保护装置(PD9、PD62)的脱扣时间。
15.如权利要求10至13中任意一项所述的方法，其特征在于，
所述判断步骤(S2)包括：当判断出电压为零时，执行发送步骤(S3)。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112531627B (zh) * 2020-11-26 2023-06-30 阳光电源股份有限公司 一种智能开关装置及发电系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101702506A (zh) * 2009-10-30 2010-05-05 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 一种电力系统短路故障快速检测的方法及装置
CN103730883A (zh) * 2014-01-06 2014-04-16 国家电网公司 用于辐射型直流配电系统直流线路短路故障的保护方法
CN104810809A (zh) * 2015-04-21 2015-07-29 国家电网公司 一种适用于光伏多点接入的微电网电流选跳保护方法
CN105870893A (zh) * 2016-03-31 2016-08-17 中国农业大学 微网群的保护配置方法
CN106253336A (zh) * 2016-08-19 2016-12-21 长园深瑞继保自动化有限公司 分布式电源防孤岛效应继电保护方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2476030A1 (en) * 2004-06-09 2005-12-09 Wilsun Xu A power signaling based technique for detecting islanding conditions in electric power distribution systems
EP2194656B1 (en) * 2008-12-03 2014-06-25 ABB Research Ltd. Electrical power network management system
CN101515716B (zh) * 2009-04-03 2010-12-01 天津大学 含分布式电源的馈线电流保护方法
CN101572403B (zh) * 2009-06-10 2011-05-04 山东大学 适用于含dg配电网的有通道快速电流保护方法
US8965592B2 (en) * 2010-08-24 2015-02-24 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. Systems and methods for blackout protection
CN102005742B (zh) * 2010-11-17 2014-03-12 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
KR101266953B1 (ko) * 2011-02-23 2013-05-30 한전케이디엔주식회사 분산전원을 이용한 건전구간 전원공급 시스템 및 방법
EP2654156B1 (en) * 2012-04-17 2021-05-26 Siemens Energy AS Fault protection system for a power system of dynamically positioned vessel
KR101372823B1 (ko) * 2012-09-20 2014-03-11 숭실대학교산학협력단 초전도 한류기 적용을 고려한 과전류 계전기 및 그 설정 방법
US9620994B2 (en) * 2013-01-17 2017-04-11 Eaton Corporation Method and system of anti-islanding of a microgrid in a grid-connected microgrid system
CN104009453B (zh) * 2014-06-12 2017-03-29 国网上海市电力公司 一种用于微电网离网运行情况的故障检测方法
US10276321B2 (en) * 2015-04-06 2019-04-30 Atom Power, Inc. Dynamic coordination of protection devices in electrical distribution systems
JP2017055515A (ja) * 2015-09-08 2017-03-16 中国電力株式会社 誤動作防止装置
CN105207178B (zh) * 2015-09-11 2016-06-29 国家电网公司 一种基于dg接入的配网故障定位及孤岛划分方法
CN205248782U (zh) * 2015-12-25 2016-05-18 安徽工程大学 一种基于馈线自动化系统的微电网
KR101943468B1 (ko) * 2016-12-09 2019-01-29 효성중공업 주식회사 마이크로그리드 시스템 및 고장 처리 방법
CN106959403B (zh) * 2017-05-16 2019-10-29 长沙理工大学 一种分布式电源接入配电网接地故障检测方法
KR102100560B1 (ko) * 2018-07-04 2020-04-13 숭실대학교산학협력단 초전도한류기 전압을 계전요소로 이용한 방향성 과전류계전기 및 이의 정정 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101702506A (zh) * 2009-10-30 2010-05-05 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 一种电力系统短路故障快速检测的方法及装置
CN103730883A (zh) * 2014-01-06 2014-04-16 国家电网公司 用于辐射型直流配电系统直流线路短路故障的保护方法
CN104810809A (zh) * 2015-04-21 2015-07-29 国家电网公司 一种适用于光伏多点接入的微电网电流选跳保护方法
CN105870893A (zh) * 2016-03-31 2016-08-17 中国农业大学 微网群的保护配置方法
CN106253336A (zh) * 2016-08-19 2016-12-21 长园深瑞继保自动化有限公司 分布式电源防孤岛效应继电保护方法

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