[发明专利]一种基于广域信息的开关变位孤岛检测及直接跳闸式孤岛保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于广域信息的孤岛保护方法，具体地说是一种基于广域信息的开关变位孤岛检测方法和直接跳闸式孤岛保护，属于电力系统继电保护技术领域。

背景技术

一般情况下，在与配电网断开以后，DG（分布式电源，Distributed Generator，简称DG)将会与配电网失去电气联系，形成电气上的孤岛。形成孤岛后，孤岛内的功率一般是不平衡的，从而导致电压和频率波动。如果孤岛内的电源总容量远小于孤岛内负荷总量，孤岛系统不可能稳定运行，可能在短时间内迅速崩溃。由于各种故障等原因引起的断路器跳闸造成的孤岛运行，会带来一系列的问题和危害，为了克服非计划孤岛运行造成的危害，对于非计划孤岛运行的分布式电源一般要求配备防孤岛保护。

孤岛检测是防孤岛保护的前提，目前，基于局部信息的检测方法，尤其是基于电气量变化的被动检测法，其动作灵敏性低、选择性差；在系统扰动时，容易造成孤岛保护的误动作，造成大量DG退出运行，这将加大系统的功率缺额，使情况进一步恶化。主动检测方法，检测盲区相对较小，但是检测环节相对复杂，控制繁琐，对逆变器的输出有干扰，有可能导致逆变器输出与电网不同步。且当系统中包含多个分布式电源时，各电源主动检测装置发出的干扰信号可能互相影响，降低检测效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服基于局部信息的孤岛检测，防孤岛保护动作没有选择性，灵敏性不高，而提出的一种基于广域信息的开关变位孤岛检测及直接跳闸式孤岛保护方法。

本发明的技术方案是：一种基于广域信息的开关变位孤岛检测及直接跳闸式孤岛保护方法，FTU（馈线自动化终端，Feeder Terminal Unit简称FTU）实时监测DG(分布式电源，Distributed Generator，简称DG)系统中所有孤岛关联开关的状态，系统初始化时，由各个DG出口处的FTU开始逐级与相邻的FTU交换开关状态信号，直到DG出口处的FTU获取到PCC（公共耦合点，Point of Common Coupling，简称PCC)节点处的FTU的信息，以识别每一个DG的孤岛关联开关路径。当系统中FTU检测到某DG的孤岛关联开关状态发生变化时，由该DG出口处的FTU开始，该DG各孤岛关联开关处的FTU逐级与其相邻的FTU相互交换获取的开关信号，DG出口处的FTU获取到其他FTU传送的孤岛关联开关信号后进行逻辑判断。对于其他处于正常运行状态的DG的FTU进行闭锁，不参与孤岛关联开关信号交换及逻辑判断。检测的信息是各个开关的开合状态信号，信息明确，信息量不限于局部，动作判据有绝对的选择性。

一种基于广域信息的开关变位孤岛检测及直接跳闸式孤岛保护方法，含DG的系统并网运行过程中，若分布式电源系统中某一个DG连接到大电网之间的开关出现至少一个开关状态是断开的（若此DG与配电网之间存在多条开关通路，这几条开关通路同时断开才视为是断开），DG出口处的FTU获取到开关信息后，逐级与该DG各孤岛关联开关上的FTU进行开关信号快速交换，并进行逻辑判断，若判断某DG处于孤岛运行状态，则启动防孤岛保护，将此DG立即退出运行。若判断该DG处于正常运行状态，DG出口处的FTU将发起一次开关信号交换以识别其与PCC节点之间的孤岛关联开关的新路径，并储存新的路径信息。

该基于广域信息的开关变位孤岛检测及直接跳闸式孤岛保护方法的具体步骤是：

（1）分布式电源系统并网运行过程中，在各个开关上安装FTU，通过FTU实时监测各开关的开合状态。FTU具有一个RS485接口和一个以太网接口，实时监测开关量状态，记录开关的变位信息并向控制系统传送，可检测断路器状态、隔离开关状态、接地开关状态、储能状态等，可以通过光纤网络与其相邻的FTU通信。同时设定开关闭合状态为逻辑信号1，开关断开状态为逻辑信号0。

（2）系统初始化时，由各DG出口处的FTU逐级与相邻的FTU交换信息，直到获取到PCC节点处FTU的信息，以识别各DG与PCC节点间的孤岛关联开关路径。当某DG的孤岛关联开关状态发生变化时，该DG孤岛关联开关上的FTU两两进行开关状态信号交换，DG出口处FTU获取到其与PCC节点间所有孤岛关联开关信号后进行逻辑判断。

（3）对于判断处于孤岛运行的DG，该DG出口处的FTU就地发出孤岛保护的命令，将此DG出口处开关断开，使其退出运行。若判断DG处于正常运行状态，DG出口处的FTU将发起一次开关信号交换以识别其与PCC节点之间的孤岛关联开关的新路径，并储存新的路径信息。