[发明专利]微网电力系统的内部故障判别方法

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内部故障判别方法。

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40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40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，不区分微网电力系统的故障源，而是简单地将故障源定义在大电网侧并进行从“并网模式”至“孤岛模式”的模式切换。

当故障源在微网电力系统的外部时，会对微网电力系统的供电产生影响，因此，微网电力系统通过模式切换转入到“孤岛模式”运行，能够避免外部的故障对微网电力系统内部的影响。然而，如果不区分故障源，则发生在内部的故障会导致微网电力系统内的其它设备的故障，甚至引起外部电网(即，大电网)的故障，因此需要对内部故障进行故障隔离。

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内部故障的方法。

根据本发明的示例性实施例，提供了一种微网电力系统的内部故障判别方法。所述微网电力系统包括微网母线、分布式电源、微网负荷，微网母线通过并网变压器和并网开关连接到大电网。所述方法包括如下步骤：对内部故障的潜在故障源进行实时监控；判断潜在故障源是否导致了内部故障；当潜在故障源导致内部故障时，对导致内部故障的潜在故障源进行自动安全隔离操作，其中，所述内部故障指的是：故障源在微网电力系统的并网开关的内侧，故障源导致的故障对微网电力系统的整体运行产生影响且在该故障存在时微网电力系统无法通过控制达到自愈，其中，所述潜在故障源包括微网母线、并网变压器、微网线路开关和通信回路。

另外，微网母线导致的内部故障包括微网母线所直接连接的回路中的各种短路故障，并网变压器导致的内部故障包括并网变压器的各种短路故障，并网开关是导致的内部故障包括并网开关的操作失灵。