[发明专利]微网电力系统的外部故障判别方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微网电力系统，更详细地讲，涉及一种微网电力系统的外部故障判别方法。

背景技术

随着常规能源的逐渐枯竭，以及日益严重的环境污染，可再生能源以及分布式发电(Distributed Generation)技术近年来在世界范围内得到了越来越多的重视和发展。目前，分布式发电一般是指发电功率在数千瓦至50兆瓦的小型化、模块化、分散式、布置在用户附近为用户供电的连接到配电系统的小型发电系统。目前已有的研究和实践已表明，将分布式发电供能系统以微型电网(MicroGrid)(简称“微网”)的形式接入大电网并网运行，与大电网互为支撑，是发挥分布式发电供能系统效能的最有效方式。

作为分布式发电的重要组成形式之一，微网通常是指由分布式电源、储能装置、能量变换装置、相关负荷、监控系统、保护系统、电力传输设备等汇集而成的小型发配电系统，是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统。微网既可以通过配电网与大型电力网并联运行，形成一个大型电网与小型电网的联合运行系统，也可以独立地为一定区域负荷提供电力需求，因此其灵活运行模式大大提高了负荷侧的供电可靠性；同时，微网通过单点接入电网，可以减少大量小功率分布式电源接入电网后对传统电网的影响。此外，微网将分散的、不同类型的小型发电源(即，分布式电源)组合起来供电，能够使小型电源获得更高的利用效率。

近年来，随着风力发电、太阳能光伏发电技术的发展，使得可再生能源发电得到了越来越多的利用，将可再生能源发电与微网形式相结合的技术，是应用前景更广阔的技术，成为了电力系统研究的新领域。

图1是现有技术的微网电力系统的示意图。根据现有技术的微网电力系统包括微网分布式电源10、微网负荷20、变压器30、断路器PCC以及微网母线BUS1，微网的分布式电源10和微网负荷20连接到微网母线BUS1，并通过变压器30和断路器PCC连接到大电网的母线BUS2。

在现有技术中，分布式电源10通常为燃机/储能系统。微网母线BUS1一般为低压交流母线，电压在220V至35KV之间。大电网的母线BUS2为高压交流母线，电压在10KV至220KV之间。

当大电网正常供电时，微网电力系统以“并网模式”运行，即，微网的分布式电源10停止发电，断路器PCC处于闭合状态，微网负荷20完全由大电网供电；当大电网故障时，微网电力系统以“孤岛模式”运行，即，断路器PCC处于断开状态，微网分布式电源10启动发电，为微网负荷20供电。

在现有技术中，微网电力系统检测微网母线BUS1的供电情况，一旦出现异常，则判断为大电网停电(即，大电网母线BUS2发生故障)，断开断路器PCC，转入由分布式电源10开始供电。

在现有技术中，简单地将微网电力系统内的停电是由外部大电网的故障引发的，立刻进行模式切换过程。由于在现有技术中，只检测微网内部停电这一状态，不对干扰源进行分析，因此无法识别故障原因和故障方向，有错误判别的可能性。一旦将微网内部设备故障误认为是外电网故障而进行处理，则将引发更严重的后果。此外，大电网受到故障干扰后会有一系列应对行为，而现有技术不考虑与大电网的配合。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了判别微网电力系统的外部故障的方法。

根据示例性实施例的一种微网电力系统的外部故障判别方法，所述微网电力系统包括微网母线、分布式电源、微网负荷、并网变压器、并网开关以及微网主控系统，微网母线通过并网变压器和并网开关连接到大电网的高压母线，大电网侧包括接入到高压母线且对微网电力系统供电的供电线路，所述微网电力系统的外部故障判别方法包括如下步骤：实时监控高压母线和供电线路的运行数据；当高压母线和供电线路的运行数据异常时，基于多个周波之前的高压母线和供电线路的运行数据和当前的高压母线和供电线路的运行数据来确定是否产生了微网电力系统的外部故障；当确定产生了微网电力系统的外部故障时，配合大电网侧对所述外部故障的处理过程。

另外，配合大电网侧对所述外部故障进行处理的步骤包括：停止微网主控系统对微网电力系统中的设备的控制。

另外，配合大电网侧对所述外部故障的处理过程的步骤包括：通过实时监控供电线路和高压母线的电气量来确认外网故障发生后对微网母线的供电的恢复情况。

另外，当通过实时监控确定对微网母线的供电没有在预定时间内恢复时，断开所述并网开关并由所述分布式电源对微网母线供电。

另外，所述分布式电源包括风力发电系统和太阳能光伏发电系统中的至少一个。