一種分布式電源接入測控保護一體機及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種分布式電源接入測控保護一體機及方法，該一體機包括：中央控制器，用于根據(jù)并網(wǎng)點的能量參數(shù)，利用防逆流控制算法，對分布式電源的發(fā)電量進行控制，以防止分布式電源的多余電量反送回電網(wǎng)；還用于根據(jù)并網(wǎng)點的電壓和頻率參數(shù)，檢測孤島的發(fā)生，并在孤島發(fā)生后在規(guī)定的時間內(nèi)將所述分布式電源與所述電網(wǎng)解列；還用于將監(jiān)控的并網(wǎng)點的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)與預先設(shè)定的電能質(zhì)量標準進行比較，通過比較結(jié)果控制電能質(zhì)量單元對電能質(zhì)量進行調(diào)節(jié)，以符合預先設(shè)定的電能質(zhì)量標準。本發(fā)明將孤島檢測、防逆流控制和電能質(zhì)量控制進行整合和優(yōu)化，形成一體機的控制策略，提高了控制的智能化程度，降低了系統(tǒng)的造價成本。
【專利說明】一種分布式電源接入測控保護一體機及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及分布式發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種分布式電源接入測控保護一體機及分布式電源接入測控保護方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著大規(guī)模分布式電源接入電網(wǎng)，電網(wǎng)的穩(wěn)定性和安全性受到很大影響。這是因為分布式電源出力的間歇性、波動性以及電力電子產(chǎn)品產(chǎn)生的電能質(zhì)量等各種因素都對電網(wǎng)產(chǎn)生影響，特別是分布式電源發(fā)電量占整個電網(wǎng)比例很高時，即分布式電源高滲透率時，電網(wǎng)的安全和穩(wěn)定性所受到的影響更大。影響面涉及電壓、頻率、功率角以及電網(wǎng)調(diào)
/又寸。
[0003]此外，由于分布式電源的存在，傳統(tǒng)輻射式的單向能量流動模式不再存在，取而代之的是能量的雙向流動模式，這可能會導致孤島現(xiàn)象的發(fā)生，所謂孤島現(xiàn)象是指當電網(wǎng)供電因故障事故或停電維修而跳斷時，用戶端的分布式電源未能及時檢測出孤島狀態(tài)，進而未能及時切離市電網(wǎng)絡(luò)，形成由分布式電源和周圍負載組成的一個自給供電的孤島，孤島將對電力設(shè)備及運行人員的人身安全造成傷害，并且影響供電質(zhì)量。
[0004]另外，分布式發(fā)電電源在與電網(wǎng)并網(wǎng)發(fā)電時，建議自發(fā)自用，電網(wǎng)公司通常不允許有反向電流流入電網(wǎng)，在相關(guān)的標準中規(guī)定:當檢測到反向電流超過額定輸出的5%時，分布式發(fā)電電源應該在0.5?2s內(nèi)停止向電網(wǎng)線路送電。因此需要采取防逆流的措施。
[0005]在現(xiàn)有技術(shù)中，為了實現(xiàn)孤島檢測、防逆流控制和電能質(zhì)量控制，需要三個獨立的專業(yè)控制設(shè)備，這使得整個控制系統(tǒng)的自動化程度比較低，控制過程復雜，故障率較高，后期的維護成本也較高；此外由于設(shè)備的種類較多，使得系統(tǒng)的工程造價居高不下。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種分布式電源接入測控保護一體機及分布式電源接入測控保護方法，將孤島檢測、防逆流控制和電能質(zhì)量控制進行整合和優(yōu)化，形成一體機的控制策略，提高了控制的智能化程度，降低了系統(tǒng)的造價成本。
[0007]本發(fā)明一方面提供一種分布式電源接入測控保護一體機，該一體機包括:
[0008]中央控制器，用于根據(jù)并網(wǎng)點的能量參數(shù)，利用防逆流控制算法，對分布式電源的發(fā)電量進行控制，以防止分布式電源的多余電量反送回電網(wǎng)；還用于根據(jù)并網(wǎng)點的電壓和頻率參數(shù)，檢測孤島的發(fā)生，并在孤島發(fā)生后在規(guī)定的時間內(nèi)將所述分布式電源與所述電網(wǎng)解列；還用于將監(jiān)控的并網(wǎng)點的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)與預先設(shè)定的電能質(zhì)量標準進行比較，通過比較結(jié)果控制電能質(zhì)量單元對電能質(zhì)量進行調(diào)節(jié)，以符合預先設(shè)定的電能質(zhì)量標準。
[0009]在一個優(yōu)選的實施例中，還包括:
[0010]電能質(zhì)量監(jiān)控單元，用于監(jiān)控并網(wǎng)點的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)；
[0011]電網(wǎng)參數(shù)采集單元，用于監(jiān)控并網(wǎng)點的電壓和頻率參數(shù)、以及并網(wǎng)點的能量參數(shù)。
[0012]在一個優(yōu)選的實施例中，所述中央控制器利用防逆流控制算法，對分布式電源的發(fā)電量進行控制具體實現(xiàn)為:通過控制逆變器實現(xiàn)輸出功率平滑控制。
[0013]在一個優(yōu)選的實施例中，所述中央控制器根據(jù)并網(wǎng)點的電壓和頻率參數(shù)檢測孤島的發(fā)生具體實現(xiàn)為:利用逆變器孤島檢測保護機制進行電網(wǎng)側(cè)的孤島檢測。
[0014]在一個優(yōu)選的實施例中，還包括備用孤島檢測模塊，用于在所述中央控制器檢測孤島功能失效的情況下進行孤島檢測。
[0015]本發(fā)明另一方面還提供一種通過分布式電源接入測控保護一體機實現(xiàn)分布式電源接入測控保護的方法，所述中央控制器包括中央控制器，該方法包括:
[0016]所述中央控制器根據(jù)并網(wǎng)點的能量參數(shù)，利用防逆流控制算法，對分布式電源的發(fā)電量進行控制，以防止分布式電源的多余電量反送回電網(wǎng)；
[0017]所述中央控制器根據(jù)并網(wǎng)點的電壓和頻率參數(shù)，檢測孤島的發(fā)生，并在孤島發(fā)生后在規(guī)定的時間內(nèi)將所述分布式發(fā)電電源與所述電網(wǎng)解列；
[0018]所述中央控制器將監(jiān)控的并網(wǎng)點的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)與預先設(shè)定的電能質(zhì)量標準進行比較，通過比較結(jié)果控制電能質(zhì)量單元對電能質(zhì)量進行調(diào)節(jié)，以符合預先設(shè)定的電能質(zhì)量標準。
[0019]在一個優(yōu)選的實施例中，所述分布式電源接入測控保護一體機還包括電能質(zhì)量監(jiān)控單元和電網(wǎng)參數(shù)采集單元；
[0020]該方法還包括；
[0021]所述電能質(zhì)量監(jiān)控單元監(jiān)控并網(wǎng)點的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)；
[0022]所述電網(wǎng)參數(shù)采集單元監(jiān)控并網(wǎng)點的電壓和頻率參數(shù)、以及并網(wǎng)點的能量參數(shù)。
[0023]在一個優(yōu)選的實施例中，所述中央控制器利用防逆流控制算法，對分布式電源的發(fā)電量進行控制具體實現(xiàn)為:通過控制逆變器實現(xiàn)輸出功率平滑控制。
[0024]在一個優(yōu)選的實施例中，所述中央控制器根據(jù)并網(wǎng)點的電壓和頻率參數(shù)檢測孤島的發(fā)生具體實現(xiàn)為:利用逆變器孤島檢測保護機制進行電網(wǎng)側(cè)的孤島檢測。
[0025]在一個優(yōu)選的實施例中，所述中央控制器根據(jù)并網(wǎng)點的電壓和頻率參數(shù)檢測孤島的發(fā)生具體實現(xiàn)為:利用逆變器孤島檢測保護機制進行電網(wǎng)側(cè)的孤島檢測。
[0026]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過集成化的一體機實現(xiàn)了防逆流控制、孤島檢測和電能質(zhì)量控制，且巧妙地將防逆流控制技術(shù)與孤島檢測技術(shù)相結(jié)合，在進行防逆流控制的同時，縮小孤島檢測盲區(qū)，保障電網(wǎng)的安全，由此本發(fā)明中的一體機增加了防逆流控制和孤島檢測之間的關(guān)聯(lián)性，提高了控制的智能化程度，提升了系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性；此外本發(fā)明中的一體機內(nèi)的設(shè)備數(shù)量較少，有效降低了系統(tǒng)的造價成本，且降低了后期設(shè)備的維護費用，提升了分布式電站的收益率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明實施例提供一種分布式電源接入測控保護一體機的框圖；
[0028]圖2為將一種具體實現(xiàn)的分布式電源接入測控保護一體機應用于分布式發(fā)電系統(tǒng)中的不意圖；
[0029]圖3為本發(fā)明實施例提供的一種分布式電源接入測控保護的方法的流程圖?！揪唧w實施方式】[0030]為使對本發(fā)明的目的、構(gòu)造、特征、及其功能有進一步的了解，茲配合實施例詳細說明如下。
[0031]本發(fā)明實施例提供一種分布式電源接入測控保護一體機，如圖1所示，該一體機包括中央控制器101。該中央控制器101用于根據(jù)并網(wǎng)點的能量參數(shù)，利用防逆流控制算法，對分布式電源的發(fā)電量進行控制，以防止分布式電源的多余電量反送回電網(wǎng)。此外該中央控制器還用于根據(jù)并網(wǎng)點的電壓和頻率參數(shù)，檢測孤島的發(fā)生，并在孤島發(fā)生后在規(guī)定的時間內(nèi)將分布式電源與電網(wǎng)解列；同時中央控制器還用于將監(jiān)控的并網(wǎng)點的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)與預先設(shè)定的電能質(zhì)量標準進行比較，通過比較結(jié)果控制電能質(zhì)量單元對電能質(zhì)量進行調(diào)節(jié)，以符合預先設(shè)定的電能質(zhì)量標準。
[0032]本發(fā)明通過集成化的一體機實現(xiàn)了防逆流控制、孤島檢測和電能質(zhì)量控制，且巧妙地將防逆流控制技術(shù)與孤島檢測技術(shù)相結(jié)合，在進行防逆流控制的同時，縮小孤島檢測盲區(qū)，保障電網(wǎng)的安全，由此本發(fā)明中的一體機增加了防逆流控制和孤島檢測之間的關(guān)聯(lián)性，提高了控制的智能化程度，提升了系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性；此外本發(fā)明中的一體機內(nèi)的設(shè)備數(shù)量較少，有效降低了系統(tǒng)的造價成本，且降低了后期設(shè)備的維護費用，提升了分布式電站的收益率。
[0033]在一個優(yōu)選的實施例中，為了實現(xiàn)中央控制器進行控制所依據(jù)的各個參數(shù)的采集，在一體機中還可以增加電能質(zhì)量監(jiān)控單元102和電網(wǎng)參數(shù)采集單元103。其中，電能質(zhì)量監(jiān)控單元102用于監(jiān)測并網(wǎng)點的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)，電網(wǎng)參數(shù)采集單元103用于監(jiān)測并網(wǎng)點的電壓和頻率參數(shù)，以及并網(wǎng)點的能量參數(shù)。
[0034]中央控制器101在利用防逆流控制算法對分布式電源的發(fā)電量進行控制時，可以通過控制逆變器實現(xiàn)輸出功率的平滑控制。而傳統(tǒng)的防逆流控制多為機械式的投切控制，這種方式導致器件壽命降低，系統(tǒng)發(fā)電效率降低；而將機械式的投切改為控制逆變器輸出功率平滑控制，可以降低器件的磨損，提高產(chǎn)品的使用壽命。
[0035]在分布式電源采用光伏組件時，逆變器的直流側(cè)功率來源于光伏組件，逆變器通常工作在光伏組件的最大功率值處，當為了實現(xiàn)逆變器輸出功率的平滑控制而降低或增加逆變器的輸出功率時，可以控制逆變器的輸出功率值偏離上述光伏組件的最大功率值處即可。
[0036]在本發(fā)明實施例中，中央控制器101根據(jù)并網(wǎng)點的電壓和頻率參數(shù)檢測孤島的發(fā)生可以具體實現(xiàn)為:利用逆變器側(cè)孤島檢測保護機制進行電網(wǎng)側(cè)的孤島檢測。由此可以實現(xiàn)將逆變器側(cè)孤島檢測保護機制轉(zhuǎn)變?yōu)殡娋W(wǎng)側(cè)的孤島檢測機制，通過防逆流的控制，同時可以縮小孤島檢測的盲區(qū)，即使在多個逆變器并聯(lián)情況下，也能快速檢測孤島的發(fā)生，并在規(guī)定的時間內(nèi)與電網(wǎng)解列。這里規(guī)定的時間可以參照國家標準或國際標準的規(guī)定。
[0037]此外，為了提高整個一體機的綜合控制能力，在一體機中還可以增加備用孤島檢測模塊，該備用孤島檢測模塊用于在中央控制器101檢測孤島功能失效的情況下，進行孤島檢測。
[0038]圖2示出了將一種具體實現(xiàn)的分布式電源接入測控保護一體機應用于分布式發(fā)電系統(tǒng)中的示意圖，如圖2所示，分布式發(fā)電中央控制器即實現(xiàn)了上述實施例中的中央控制器的功能，該分布式發(fā)電中央控制器與作為備用的孤島檢測模塊相連，同時還與作為電能質(zhì)量監(jiān)控單元的并網(wǎng)點電能質(zhì)量監(jiān)控設(shè)備相連，并網(wǎng)點電能質(zhì)量監(jiān)控設(shè)備獲得電能質(zhì)量參數(shù)測量單元采集的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)。
[0039]本發(fā)明另一實施例還相應提供一種利用上述實施例中的分布式電源接入測控保護一體機實現(xiàn)分布式電源接入測控保護的方法，如圖3所示，該方法包括如下步驟:
[0040]步驟S301:中央控制器根據(jù)并網(wǎng)點的能量參數(shù)，利用防逆流控制算法，對分布式電源的發(fā)電量進行控制，以防止分布式電源的多余電量反送回電網(wǎng)；
[0041]步驟S302:中央控制器根據(jù)并網(wǎng)點的電壓和頻率參數(shù)，檢測孤島的發(fā)生，并在孤島發(fā)生后在規(guī)定的時間內(nèi)將所述分布式發(fā)電電源與所述電網(wǎng)解列；
[0042]步驟S303:中央控制器將監(jiān)控的并網(wǎng)點的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)與預先設(shè)定的電能質(zhì)量標準進行比較，通過比較結(jié)果控制電能質(zhì)量單元對電能質(zhì)量進行調(diào)節(jié)，以符合預先設(shè)定的電能質(zhì)量標準。
[0043]本發(fā)明中的分布式電源接入測控保護的方法實現(xiàn)了防逆流控制、孤島檢測和電能質(zhì)量控制，且巧妙地將防逆流控制技術(shù)與孤島檢測技術(shù)相結(jié)合，在進行防逆流控制的同時，縮小孤島檢測盲區(qū)，保障電網(wǎng)的安全，增加了防逆流控制和孤島檢測之間的關(guān)聯(lián)性，提高了控制的智能化程度，提升了系統(tǒng)方法的安全性和穩(wěn)定性。
[0044]此外，在實際中，當一體機中增加電能質(zhì)量監(jiān)控單元和電網(wǎng)參數(shù)采集單元時，該方法還可以包括:電能質(zhì)量監(jiān)控單元監(jiān)控并網(wǎng)點的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)；電網(wǎng)參數(shù)采集單元監(jiān)控并網(wǎng)點的電壓和頻率參數(shù)、以及并網(wǎng)點的能量參數(shù)。
[0045]中央控制器利用防逆流控制算法，對分布式電源的發(fā)電量進行控制可以具體實現(xiàn)為:通過控制逆變器實現(xiàn)輸出功率平滑控制。而傳統(tǒng)的防逆流控制多為機械式的投切控制，這種方式導致器件壽命降低，系統(tǒng)發(fā)電效率降低；而將機械式的投切改為控制逆變器輸出功率平滑控制，可以降低器件的磨損，提高產(chǎn)品的使用壽命。
[0046]中央控制器根據(jù)并網(wǎng)點的電壓和頻率參數(shù)檢測孤島的發(fā)生可以具體實現(xiàn)為:利用逆變器孤島檢測保護機制進行電網(wǎng)側(cè)的孤島檢測。由此可以實現(xiàn)將逆變器側(cè)孤島檢測保護機制轉(zhuǎn)變?yōu)殡娋W(wǎng)側(cè)的孤島檢測機制，通過防逆流的控制，同時可以縮小孤島檢測的盲區(qū)，即使在多個逆變器并聯(lián)情況下，也能快速檢測孤島的發(fā)生，并在規(guī)定的時間內(nèi)與電網(wǎng)解列。這里規(guī)定的時間可以參照國家標準或國際標準的規(guī)定。
[0047]此外，為了提高本發(fā)明方法的全面性，該方法中還可以包括:通過備用孤島檢測模塊在所述中央控制器檢測孤島功能失效的情況下進行孤島檢測。
[0048]本發(fā)明已由上述相關(guān)實施例加以描述，然而上述實施例僅為實施本發(fā)明的范例。必需指出的是，已揭露的實施例并未限制本發(fā)明的范圍。相反地，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)所作的更動與潤飾，均屬本發(fā)明的專利保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種分布式電源接入測控保護一體機，其特征在于，包括: 中央控制器，用于根據(jù)并網(wǎng)點的能量參數(shù)，利用防逆流控制算法，對分布式電源的發(fā)電量進行控制，以防止分布式電源的多余電量反送回電網(wǎng)；還用于根據(jù)并網(wǎng)點的電壓和頻率參數(shù)，檢測孤島的發(fā)生，并在孤島發(fā)生后在規(guī)定的時間內(nèi)將所述分布式電源與所述電網(wǎng)解列；還用于將監(jiān)控的并網(wǎng)點的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)與預先設(shè)定的電能質(zhì)量標準進行比較，通過比較結(jié)果控制電能質(zhì)量單元對電能質(zhì)量進行調(diào)節(jié)，以符合預先設(shè)定的電能質(zhì)量標準。
2.如權(quán)利要求1所述的一體機，其特征在于，還包括: 電能質(zhì)量監(jiān)控單元，用于監(jiān)控并網(wǎng)點的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)； 電網(wǎng)參數(shù)采集單元，用于監(jiān)控并網(wǎng)點的電壓和頻率參數(shù)、以及并網(wǎng)點的能量參數(shù)。
3.如權(quán)利要求1所述的一體機，其特征在于，所述中央控制器利用防逆流控制算法，對分布式電源的發(fā)電量進行控制具體實現(xiàn)為:通過控制逆變器實現(xiàn)輸出功率平滑控制。
4.如權(quán)利要求1所述的一體機，其特征在于，所述中央控制器根據(jù)并網(wǎng)點的電壓和頻率參數(shù)檢測孤島的發(fā)生具體實現(xiàn)為:利用逆變器孤島檢測保護機制進行電網(wǎng)側(cè)的孤島檢測。
5.如權(quán)利要求4所述的一體機，其特征在于，還包括備用孤島檢測模塊，用于在所述中央控制器檢測孤島功能失效的情況下進行孤島檢測。
6.一種通過分布式電源接入測控保護一體機實現(xiàn)分布式電源接入測控保護的方法，其特征在于，所述中央控制器包括中央控制器，該方法包括: 所述中央控制器根據(jù)并網(wǎng)點的能量參數(shù)，利用防逆流控制算法，對分布式電源的發(fā)電量進行控制，以防止分布式電源的多余電量反送回電網(wǎng)； 所述中央控制器根據(jù)并網(wǎng)點的電壓和頻率參數(shù)，檢測孤島的發(fā)生，并在孤島發(fā)生后在規(guī)定的時間內(nèi)將所述分布式發(fā)電電源與所述電網(wǎng)解列； 所述中央控制器將監(jiān)控的并網(wǎng)點的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)與預先設(shè)定的電能質(zhì)量標準進行比較，通過比較結(jié)果控制電能質(zhì)量單元對電能質(zhì)量進行調(diào)節(jié)，以符合預先設(shè)定的電能質(zhì)量標準。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述分布式電源接入測控保護一體機還包括電能質(zhì)量監(jiān)控單元和電網(wǎng)參數(shù)采集單元； 該方法還包括； 所述電能質(zhì)量監(jiān)控單元監(jiān)控并網(wǎng)點的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)； 所述電網(wǎng)參數(shù)采集單元監(jiān)控并網(wǎng)點的電壓和頻率參數(shù)、以及并網(wǎng)點的能量參數(shù)。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述中央控制器利用防逆流控制算法，對分布式電源的發(fā)電量進行控制具體實現(xiàn)為:通過控制逆變器實現(xiàn)輸出功率平滑控制。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述中央控制器根據(jù)并網(wǎng)點的電壓和頻率參數(shù)檢測孤島的發(fā)生具體實現(xiàn)為:利用逆變器孤島檢測保護機制進行電網(wǎng)側(cè)的孤島檢測。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述分布式電源接入測控保護一體機還包括備用孤島檢測模塊；該方法還包括:備用孤島檢測模塊在所述中央控制器檢測孤島功能失效的情況下進行孤島檢測。
【文檔編號】H02J3/38GK103956766SQ201310731267
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2013年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月27日
【發(fā)明者】劉海濤, 鄧昆玲, 云峰 申請人:內(nèi)蒙古電力(集團)有限責任公司內(nèi)蒙古電力科學研究院分公司