[发明专利]一种隔离式并网发电孤岛效应防护的装置及系统

说明书

技术领域

本发明属于并网发电的技术领域，特别涉及一种用于防止并网发电过程中产生孤岛效应的装置，另外还涉及其防止孤岛效应的系统。

背景技术

上世纪70年代以来，可持续发展思想逐步成为国际社会共识，可再生能源开发利用受到世界各国高度重视，许多国家将开发利用可再生能源作为能源战略的重要组成部分，提出了明确的可再生能源发展目标，制定了鼓励可再生能源发展的法律和政策，可再生能源得到迅速发展，其技术水平不断提高，产业规模逐渐扩大，成为促进能源多样化和实现可持续发展的重要能源。

可再生能源能源发电作为重要的安全清洁能源之一，包括水能、生物质能、风能、太阳能、地热能和海洋能等，资源潜力大，环境污染低，可永续利用，不会随其自身转化或人类开发和利用而递减并可持续供给，是有利于人与自然和谐发展的重要能源。

现在可再生能源发电发展迅猛，主要包括：

水力发电到2010年底，我国水电总装机容量达到2.13亿千瓦，水电年发电量6863亿kWh。目前，经济发达国家水能资源已基本开发完毕，水电建设主要集中在发展中国家。

生物质发电包括农林生物质发电、垃圾发电和沼气发电等。到2010年底，全国建成投产各类生物质发电装机合计约670万kW，其中蔗渣发电170万kW，秸秆林木废弃物发电226万kW，城市垃圾发电223万kW，沼气和垃圾填埋气发电50万kW 。

风电包括离网运行的小型风力发电机组和大型并网风力发电机组，技术已基本成熟。近年来，并网风电机组的单机容量不断增大，初步统计，2010年新增风电吊装和并网运营容量分别达到1800万和1350万kW；到2010年底，全国风电累计吊装容量和并网运营容量分别为4400万kW和 3100万kW ; 2010年全国风电上网电量约500亿kWh。

 太阳能光伏发电最初作为独立的分散电源使用，近年来并网光伏发电的发展速度加快，市场容量已超过独立使用的分散光伏电源。初步统计，我国2010年新增并网光伏发电装机53万kW,累计装机达到83万kW，其中大型并网光伏发电累计装机70万kW，建筑一体化并网光伏发电装机约13万kW。全球光伏发电市场2010年新增装机预计同比增加超过120%，达到1700万kW以上，带动我国太阳能光伏产业规模迅速扩大。

总之，可再生能源发电并网已成为一种趋势，但是在可再生能源发电并网过程中，当电网发生故障时，会产生孤岛效应，孤岛效应是指当逆变器并网工作时，因为各种原因导致市电不能给本地负载供电，此时如果没有任何孤岛判断技术，逆变器会持续给本地负载和局部电网负载供电，一般来说，孤岛效应可能对整个配电系统设备及用户端的设备造成不利的影响，包括： 

1)危害电力维修人员的生命安全； 

2)影响配电系统上的保护开关动作程序； 

3)孤岛区域所发生的供电电压与频率的不稳定性质会对用电设备带来破坏； 

4)当供电恢复时造成的电压相位不同步将会产生浪涌电流，可能会引起再次跳闸或对负载和供电系统带来损坏； 

5)并网发电系统因单相供电而造成系统三相负载的欠相供电问题。

发明内容

本发明克服上述不足问题，提供一种隔离式并网发电孤岛效应防护的装置及系统，结构简单，易于操作，主动实时监测信号，从而控制电网的切断与接通，达到了防止孤岛效应的目的，满足了可再生能源发电安全、稳定并网的要求。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：提供一种隔离式并网发电孤岛效应防护的装置。所述隔离式并网发电孤岛效应防护的装置包括孤岛效应防护控制器、用户侧低压可再生能源并网、机械开关、用户负荷、孤岛效应监测装置、低压输入端、变压器、高压输入端。

所述变压器前端连接于高压输入端，低压输入端连接于变压器后端，孤岛效应监测装置安装于低压输入端，孤岛效应监测装置通过串行通讯总线与孤岛效应防护控制器连接，用户负荷通过母线连接于孤岛效应监测装置后端，用户侧低压可再生能源并网通过机械开关连接到孤岛效应监测装置后端，机械开关和用户侧低压可再生能源并网分别通过串行通讯总线与孤岛效应防护控制器连接。

所述用户侧低压可再生能源并网包括太阳能并网、风能并网、地热能并网、生物质能并网、海洋能并网和/或水能并网。

所述太阳能并网通过汇流箱与逆变器连接，蓄电池串接于逆变器和汇流箱之间，汇流箱与太阳能电池板连接，逆变器通过串行通讯总线与孤岛效应防护控制器连接。

所述孤岛效应防护控制器内部安装有电容器及控制电路系统。