[发明专利]一种智能并网开关及电网保护装置

说明书

本发明属于电气设备技术领域，提供了一种智能并网开关及电网保护装置。其中，智能并网开关包括量测单元，其用于量测相应支路的电压和电流的幅值、频率、相位和谐波含量；电能质量监测单元，其用于从所述量测单元中获取电压和电流的谐波含量，以评估电能质量；协议交互单元，其用于接收上级管控设备下发的保护设置指令，以配置保护单元的相关参数；将量测单元所量测的信息及电能质量监测单元所评估的电能质量信息上传至上级管控设备；保护单元，其内部集成有过载保护模块、短路保护模块和孤岛保护模块；执行机构，其用于接收保护单元下发的指令，执行相应保护动作。

技术领域

本发明属于电气设备技术领域，尤其涉及一种智能并网开关及电网保护装置。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能在规定的时间内关合、承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。在并网系统中，断路器一般用于相应支路的过流、过载及短路保护。其中，并网系统(on-grid system)指的是并入电网的发电系统，发出的电力可能自用，多余的供应电网中其他用户。并网系统一般用于城市或其他人口密集区，电力输送成本较低。只要附近有110KV的变电站或者高压线即可完成。并网系统一般配置有专用的防孤岛设备做出的主动与被动的防孤岛的方法，或者依托于逆变器本身的孤岛保护。

以光伏并网系统为例，光伏发电并网过程中，以下几点因素会影响电能质量问题：(1)对公用电网的系统电压有影响：光伏发电装置的输出功率随日照、天气、季节、温度等自然因素而变化，输出功率不稳定，特别是输出功率变化较大时，会对系统接入点造成电压波动和闪变。(2)产生谐波：光伏发电系统通过光伏组件将太阳能转化为直流电能，再通过逆变器转为交流电能，在转换过程中，会产生大量谐波。所以在并网时要对谐波进行实时监测，如果超出国家的标准，需采取加装滤波装置等相应措施。(3)无功功率的影响：光伏发电的功率因素较高，一般都在0.98左右，基本上是有功输出，为满足无功补偿分层分区和平衡的原则，光伏发电站应配置相应的无功补偿装置，以满足电网对无功的需求。(4)光伏发电通过电力电子逆变器并网，易造成三相电流不平衡。(5)当光伏发电系统线路上发生故障时，容易影响电网继电保护以及重合闸动作。

发明人发现，现有的断路器仅仅具有过载及短路等传统功能，无法有效地解决并网发电储能系统的孤岛问题，而且针对电网质量也无法实时进行监测，降低了并网系统的稳定安全运行的效率。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种智能并网开关及电网保护装置，其能够解决并网发电储能系统的孤岛问题，保障并网系统的稳定安全运行。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面提供了一种智能并网开关，其包括：

量测单元，其用于量测相应支路的电压和电流的幅值、频率、相位和谐波含量；

电能质量监测单元，其用于从所述量测单元中获取电压和电流的谐波含量，以评估电能质量；

协议交互单元，其用于接收上级管控设备下发的保护设置指令，以配置保护单元的相关参数；将量测单元所量测的信息及电能质量监测单元所评估的电能质量信息上传至上级管控设备；

保护单元，其内部集成有过载保护模块、短路保护模块和孤岛保护模块；

执行机构，其用于接收保护单元下发的指令，执行相应保护动作。

作为一种实施方式，所述孤岛保护模块包括：

本地模型构建子模块，用于实时获取母线侧电压的幅值、频率、相位和谐波含量，分别建立台区处于非孤岛系统时上述各参数的本地模型；