CN112952895A - 一种基于正反方向阻抗继电保护的交流微电网 - Google Patents

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赵志强
彭素江
宋新甫
张增强
王洪涛
辛超山
徐龙秀
薛静杰
荆世博
陈伟伟
关洪浩
周专
李海峰
于志勇
安琪
余中平
许叶林
高明
李庆波
余金
于国康
胡晓林
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    • 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

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Abstract

本发明公开了一种基于正反向阻抗继电保护的交流微电网，其特征是该系统引入基于正反向阻抗继电保护控制系统、能量管理系统（气象数据采集系统和视频监控工作站）进行交流微电网的调控，以分布式电源作为能源，采用多能互补，通过光伏发电或风机发电，以及柴油机发电的补充，科学合理地向外输出具有额定容量的一种微型供电系统，其控制原理图见摘要附图1。通过构建这种基于正反向阻抗继电保护的交流微电网，既增加了微电网的供电可靠性，有效解决了新能源可利用地区的供电问题，又能够尽可能的减少投资和运行成本，降低有害气体的产生，是国内一种新能源可利用地区科学合理的有效供电模式。

Description

一种基于正反方向阻抗继电保护的交流微电网
技术领域
本发明涉及一种基于正反方向阻抗继电保护的交流微电网，属于电力行业技术领域。
背景技术
在国内，微电网方面的研究起步较晚，与世界其他发达国家相比还处于落后状态。大电网未覆盖地区一般采用柴油发电方式，实行独立区域内供电，这种供电方式有很多缺点，比如：供电可靠性差、供电成本较高、发电噪声大，同时产生大量有害气体，污染地区环境。
现有的微电网形式有交流微电网、直流微电网和交直流混合微电网。这种基于正反方向阻抗继电保护的交流微电网是对新能源可利用地区供电的一种有益补充。
发明内容
本发明公开了一种基于正反向阻抗继电保护的交流微电网，其特征是该系统引入基于正反向阻抗继电保护控制系统、能量管理系统（气象数据采集系统和视频监控工作站）进行交流微电网的调控，以分布式电源作为能源，采用多能互补，通过光伏发电或风机发电，以及柴油机发电的补充，科学合理地向外输出具有额定容量的一种微型供电系统。
这种基于正反向阻抗继电保护的交流微电网是在引入基于正反向阻抗继电保护控制系统、能量管理系统（气象数据采集系统和视频监控工作站）进行交流微电网调控的基础上，利用风能和太阳能在时间分布上的互补性，合理配置风、光的发电比例，在风光互补形式基础上，添加柴油机以稳定出力，实现向这种基于正反向阻抗继电保护的交流微电网之外供电的目的。
通过构建这种基于正反向阻抗继电保护的交流微电网，既增加了微电网的供电可靠性，有效解决了新能源可利用地区的供电问题，又能够尽可能的减少投资和运行成本，降低有害气体的产生，是国内一种新能源可利用地区科学合理的有效供电模式。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案过程来实现的：
本发明是一种基于正反向阻抗继电保护的交流微电网。如附图1和附图2所示，提出了一种基于正反向阻抗继电保护的交流微电网。该系统是在引入基于正反向阻抗继电保护控制系统、能量管理系统（气象数据采集系统和视频监控工作站）进行交流微电网调控的基础上，利用风能和太阳能在时间分布上的互补性，合理配置风、光的发电比例，在风光互补形式基础上，添加柴油机以稳定出力。该系统是利用这种基于正反向阻抗继电保护的交流微电网向外供电。其技术方案实现过程如下：
1. 这种基于正反向阻抗继电保护的交流微电网，首先是利用气象数据采集系统根据当天的风力和晴空指数等气象参数，进行数据采集；然后系统的监控系统（视频监控工作站、智能能量管理系统）根据风能和太阳能在时间分布上的互补性，合理配置风、光的发电比例进行发电；接下来当系统的监控系统（视频监控工作站、智能能量管理系统）在光伏发电和风机发电发力均不足时给柴油发电系统发出指令，柴油发电系统对外发电，系统继续正常运行。
2. 当系统出现故障时，基于正反向阻抗继电保护的控制系统加以排除，使得系统恢复正常运行。基于正反向阻抗继电保护的原理可以描述如下:
1）基于正反向阻抗继电保护的交流微电网，在有DG的馈线单元配置正、反方向的两种方向阻抗继电器构成距离保护，正方向阻抗继电器无延时出口，用于保护出线故障，反方向阻抗继电器延时0.5s出口，用于保护上一级母线故障。无DG的馈线单元（即负荷出线），配置正方向阻抗继电器构成距离保护，正方向阻抗继电器无延时出口，用于保护出线故障。
2）这种基于正反向阻抗继电保护的距离保护配置，在微电网并网及离网运行时都投入运行，都能发挥保护效能，并且是微电网在离网运行（公共连接点断开）时唯一的保护，在微电网并网运行时也是微电网系统能跳开断路器的保护。
这种基于正反向阻抗继电保护的交流微电网，由于是采用正反向阻抗继电保护控制系统，使得这种交流微电网的可靠性大大加强。由于是多能互补发电，该系统发出电能的连续性得到改善，对于柴油机使用率较之前降低。该系统既有效解决供电可靠性的问题和可再生能源的利用问题，又能够尽可能的减少投资和运行成本，降低有害气体的产生。
附图说明
图1 一种基于正反向阻抗继电保护的交流微电网系统图；
图2 一种基于正反向阻抗继电保护的交流微电网系统控制原理图。
具体实施方式
这种基于正反向阻抗继电保护的交流微电网系统是在引入基于正反向阻抗继电保护控制系统、能量管理系统（气象数据采集系统和视频监控工作站）进行交流微电网调控的基础上，利用风能和太阳能在时间分布上的互补性，合理配置风、光的发电比例，在风光互补形式基础上，添加柴油机以稳定出力。该系统是利用这种基于正反向阻抗继电保护的交流微电网向外供电。
这种基于正反向阻抗继电保护的交流微电网，由于是采用正反向阻抗继电保护控制系统，使得这种交流微电网的可靠性大大加强。由于是多能互补发电，系统发出电能的连续性得到改善，柴油机使用率较之前降低。该系统既保证供电可靠性，有效解决供电问题和可再生能源利用问题，又能够尽可能的减少投资和运行成本，降低有害气体的产生。附图1是一种基于正反向阻抗继电保护的交流微电网系统图。附图2是一种基于正反向阻抗继电保护的交流微电网系统控制原理图。
本发明所采用的技术方案具体实施是：
1）本系统的构成见附图1，具体如下：
第一部分：光伏发电系统——光伏阵列、直流汇流箱、逆变器、交流配电箱、变压器；
第二部分：风机发电系统——风机、直流汇流箱、逆变器、交流配电箱、变压器；
第三部分：柴油发电系统——柴油发动机和发电机相结合的可控发电机组；
第四部分：负载——各类负载；
第五部分：基于正反向阻抗继电保护控制系统；
第六部分：能量管理系统（气象数据采集系统和视频监控工作站）。
2）本系统的控制原理见附图2，简述如下：
步骤一：气象数据采集系统根据当天的风力和晴空指数等气象参数，进行数据采集；
步骤二：监控系统（视频监控工作站、智能能量管理系统）根据风能和太阳能在时间分布上的互补性，合理配置风、光的发电比例；
步骤三：光伏发电系统或风机发电系统根据配置好的风、光的发电比例进行发电；
步骤四：监控系统（视频监控工作站、智能能量管理系统）在光伏发电和风机发电发力均不足时给柴油发电系统发出指令，柴油发电系统对外发电。
步骤五：在系统出现故障时，基于正反向阻抗继电保护的控制系统加以排除，使得系统恢复正常运行。

Claims (2)

1.一种基于正反向阻抗继电保护的交流微电网，其特征在于：这种基于正反向阻抗继电保护的交流微电网引入基于正反向阻抗继电保护控制系统、能量管理系统（气象数据采集系统和视频监控工作站）进行交流微电网的调控，以分布式电源作为能源，采用多能互补，通过光伏发电或风机发电，以及柴油机发电的补充，科学合理地向外输出具有额定容量的一种微型供电系统，这种基于正反向阻抗继电保护的交流微电网是在引入气象数据采集系统和监控系统（视频监控工作站、智能能量管理系统）进行交流微电网调控基础上，利用风能和太阳能在时间分布上的互补性，合理配置风、光的发电比例，在风光互补基础上，添加柴油机以稳定出力，实现向这种基于正反向阻抗继电保护的交流微电网之外供电的目的。
2.根据权利要求1中所述的一种基于正反向阻抗继电保护的交流微电网，其特征在于：通过构建一种基于正反向阻抗继电保护的交流微电网，为新能源可利用地区的微型供电系统提供一种技术参考。
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