一种主被动结合的配电网智能反孤岛系统及配置运行方法技术方案

本发明专利技术公开了主被动结合的配电网智能反孤岛系统及配置运行方法，其中，该系统包括基于可变扰动负载的主动反孤岛装置，其配置在配电网台区侧；基于可变扰动负载的主动反孤岛装置用于在配电网处于进行线路检修状态时采集配电网台区侧的电压和电流信号，计算和控制并网可变扰动负载参数，当可变扰动负载并入配电网后发出反孤岛干扰信号；被动防孤岛检测隔离装置，其一端与用户侧配电网相连，另一端与分布式发电系统相连；被动防孤岛检测隔离装置用于全天候实时采集用户侧配电网的电压和电流信号，进而提取所述主动反孤岛装置发出的反孤岛干扰信号，并根据与设定的稳态工作阈值比较来控制并网开关断开或合闸恢复，从而实现反孤岛功能。

【技术实现步骤摘要】
一种主被动结合的配电网智能反孤岛系统及配置运行方法
本专利技术属于配电网检修防孤岛领域，尤其涉及一种主被动结合的配电网智能反孤岛系统及配置运行方法。
技术介绍
随着分布式发电系统快速发展和大规模应用铺开，农村或城区低压配电网中风光新能源分布式发电系统在此类电网中渗透率不断提高。其中，农村或城区配电网中大量并网的中小型分布式发电系统容易形成局部孤岛效应。单纯依赖质量不一的并网逆变器进行防孤岛，不仅可靠性不高，且影响本地负荷和自组网运行。此类分布式发电系统设备种类多样、数量众多并网检测困难，又因靠近负荷端，极易容易形成局部的电能供用平衡，造成孤岛效应。而复杂的用户群体，操作方法不一，加之无法预知系统应用情景，容易发生大量并网逆变器多时空尺度的并联使用，导致互相干扰和故障，大大降低并网逆变器防孤岛功能的可靠性。因此当维修人员对线路进行断电检修时，配电网局部可能处于孤岛运行状态，危及检修人员及设备安全。而依赖并网逆变器进行孤岛检测和分断的传统反孤岛装置或系统，无法保证配电网失电后本地负荷或自组网运行，也难以在配电网恢复供电后自动合闸并网发电。
技术实现思路
为了解决以上问题，本专利技术提出了一种主被动结合的配电网智能反孤岛系统，其采用主动反孤岛和被动防孤岛两种方式优势互补结合，能可靠安全的完成配电网的智能反孤岛功能和并网恢复功能。本专利技术的一种主被动结合的配电网智能反孤岛系统，包括：基于可变扰动负载的主动反孤岛装置，其配置在配电网台区侧；所述基于可变扰动负载的主动反孤岛装置用于在配电网处于进行线路检修状态时，采集配电网台区侧的电压和电流信号，进而根据设定的反孤岛运行阈值范围来计算和控制并网可变扰动负载参数，当可变扰动负载并入配电网后发出反孤岛干扰信号；及被动防孤岛检测隔离装置，其一端与用户侧配电网相连，另一端与分布式发电系统相连；所述被动防孤岛检测隔离装置用于全天候实时采集用户侧配电网的电压和电流信号，进而提取所述主动反孤岛装置发出的反孤岛干扰信号，并根据与设定的稳态工作阈值比较来控制并网开关断开或合闸恢复，从而实现反孤岛功能。进一步的，所述基于可变扰动负载的主动反孤岛装置包括主动反孤岛检测模块、主动反孤岛计算处理模块、投切模块和可变扰动负载；所述主动反孤岛检测模块，用于在配电网处于进行线路检修状态时采集配电网台区侧的电压和电流信号并传送至主动反孤岛计算处理模块；所述主动反孤岛计算处理模块，用于将接收到的电压和电流信号与设定的反孤岛运行阈值范围比较，进而优化可变扰动负载参数，并向投切模块发出控制信号；所述投切模块，用于接收到控制信号后，进行对应开关的控制投切，使可变扰动负载并入配电网，进而发出反孤岛干扰信号。本专利技术在配电台区使用基于可变扰动负载的主动反孤岛装置，可根据采样的配电网电压和电流信号，智能计算和控制并网可变扰动负载参数，既能够发送有效的反孤岛干扰信号，又不对电能质量造成巨大影响。进一步的，所述可变扰动负载由有源滤波器、SVG或由多个电力电子开关和电阻、电容和电感这些电子器件构成，由这些电子器件串并联组合关系得到的可变的负载阵列。进一步的，所述被动防孤岛检测隔离装置包括被动防孤岛检测模块、被动防孤岛计算处理模块和保护控制模块；所述被动防孤岛检测模块，用于全天候实时采集用户侧配电网的电压和电流信号并传送至被动防孤岛计算处理模块；所述被动防孤岛计算处理模块，用于从接收到的电压和电流信号中提取所述主动反孤岛装置发出的反孤岛干扰信号，对比设定的稳态工作阈值，根据对比结果向保护控制模块发出并网开关控制信号；所述保护控制模块，用于根据并网开关控制信号来控制并网开关做出相应动作。本专利技术的被动防孤岛检测隔离装置随分布式发电系统灵活配置于用户侧的并网逆变器和配电网之间，可以灵活分断隔离用户侧分布式发电系统和配电网，因此在进行孤岛隔离时，不影响自组网和用户本地负荷用电。进一步的，所述被动防孤岛计算处理模块，还用于在提取所述主动反孤岛装置发出的反孤岛干扰信号之前，还包括：对接收到的电压和电流信号进行去噪声处理，之后再采用基于小波奇异熵算法来提取反孤岛干扰信号。本专利技术在提取主动反孤岛装置发出的反孤岛干扰信号之前，对接收到的电压和电流信号进行去噪声处理，保证了后续提取反孤岛干扰信号的准确性，本专利技术应用小波奇异熵算法，能够准确提取用户侧配电网上主动反孤岛装置发出的扰动，一旦检测到扰动立即控制切除并网开关，让本地分布式发电系统和电网侧脱离，既保证低压配电网已不存在孤岛，保障电网侧检修人员进行安全作业，又不影响用户本地负荷或自组网在配电网失电的情况下正常运行。进一步的，所述被动防孤岛计算处理模块，还用于在将提取所述主动反孤岛装置发出的反孤岛干扰信号与设定的稳态工作阈值比对的过程中，若前者超出稳态工作阈值范围，则立即发出隔离控制信号，由保护控制模块断开并网开关，隔离分布式发电系统和配电网；如果前者未超出稳态工作阈值范围，则进行连续稳态工作周期计数，当计数超过设定值，则发出恢复合闸控制信号，由保护控制模块合闸恢复并网供电。在被动防孤岛计算处理模块中，如果检测到的扰动导致配电网运行特性超过设定安全运行的阈值，被动防孤岛计算处理模块发出控制信号，切断开并网开关，将分布式发电系统和配电网分断隔离，实现配电网防孤岛，保障检修安全；如果扰动信息未超过阈值，没有触发防孤岛保护功能，则记录配电网连续正常工作周期数，如果计数超出设定的安全值，则控制并网开关自动合闸配恢复用户供电；如果连续安全工作周期的累计数量不满足设定要求，则计数清零，重复检测。本专利技术的用户侧的被动防孤岛检测隔离装置无需通信设备，可快速准确检测主动反孤岛装置的扰动信号，及时可靠隔离分布式发现系统和配电网而不影响本地负荷和自组网运行，待配电网恢复供电后还可安全的自动恢复并网发电。本专利技术还提供了一种主被动结合的配电网智能反孤岛系统的配置运行方法。该方法消除了检修人员和设备的安全隐患，既不影响自组网和用户本地负荷用电，又可准确检测和隔离孤岛。本专利技术的主被动结合的配电网智能反孤岛系统的配置运行方法，包括：基于可变扰动负载的主动反孤岛装置配置在配电网台区侧，在配电网处于进行线路检修状态时实时采集配电网台区侧的电压和电流信号，进而根据设定的反孤岛运行阈值范围来计算和控制并网可变扰动负载参数，当可变扰动负载并入配电网后发出反孤岛干扰信号；被动防孤岛检测隔离装置串联与用户侧配电网与分布式发电系统之间，全天候实时采集用户侧配电网的电压和电流信号，进而提取所述主动反孤岛装置发出的反孤岛干扰信号，并根据与设定的稳态工作阈值比较来控制并网开关断开或合闸恢复，从而实现反孤岛功能。进一步的，该方法还包括：主动反孤岛装置采用闭环反馈控制，每间隔一个工频周期自动将可变扰动负载切换为最优目标并投入配电网运行，发出反孤岛干扰信号；每两个工频周期或两个以上工频周期针对配电网状态反馈，调节可变扰动负载的参数，循环投切运行，直至确保配电网彻底失电。进一步的，在提取所述主动反孤岛装置发出的反孤岛干扰信号之前，该方法还包括：对接收到的电压和电流信号进行去噪声处理，之后再采用基于小波奇异熵算法来提取反孤岛干扰信号。进一步的，在将提取所述主动反孤岛装置发出的反孤岛干扰信号与设定的稳态工作阈值比对的过程中，若前者超出稳态工作阈值范围，则本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种主被动结合的配电网智能反孤岛系统，其特征在于，包括：基于可变扰动负载的主动反孤岛装置，其配置在配电网台区侧；所述基于可变扰动负载的主动反孤岛装置用于在配电网处于进行线路检修状态时，采集配电网台区侧的电压和电流信号，进而根据设定的反孤岛运行阈值范围来计算和控制并网可变扰动负载参数，当可变扰动负载并入配电网后发出反孤岛干扰信号；及被动防孤岛检测隔离装置，其一端与用户侧配电网相连，另一端与分布式发电系统相连；所述被动防孤岛检测隔离装置用于全天候实时采集用户侧配电网的电压和电流信号，进而提取所述主动反孤岛装置发出的反孤岛干扰信号，并根据与设定的稳态工作阈值比较来控制并网开关断开或合闸恢复，从而实现反孤岛功能。

【技术特征摘要】
1.一种主被动结合的配电网智能反孤岛系统，其特征在于，包括：基于可变扰动负载的主动反孤岛装置，其配置在配电网台区侧；所述基于可变扰动负载的主动反孤岛装置用于在配电网处于进行线路检修状态时，采集配电网台区侧的电压和电流信号，进而根据设定的反孤岛运行阈值范围来计算和控制并网可变扰动负载参数，当可变扰动负载并入配电网后发出反孤岛干扰信号；及被动防孤岛检测隔离装置，其一端与用户侧配电网相连，另一端与分布式发电系统相连；所述被动防孤岛检测隔离装置用于全天候实时采集用户侧配电网的电压和电流信号，进而提取所述主动反孤岛装置发出的反孤岛干扰信号，并根据与设定的稳态工作阈值比较来控制并网开关断开或合闸恢复，从而实现反孤岛功能。2.如权利要求1所述的一种主被动结合的配电网智能反孤岛系统，其特征在于，所述基于可变扰动负载的主动反孤岛装置包括主动反孤岛检测模块、主动反孤岛计算处理模块、投切模块和可变扰动负载；所述主动反孤岛检测模块，用于在配电网处于进行线路检修状态时采集配电网台区侧的电压和电流信号并传送至主动反孤岛计算处理模块；所述主动反孤岛计算处理模块，用于将接收到的电压和电流信号与设定的反孤岛运行阈值范围比较，进而优化可变扰动负载参数，并向投切模块发出控制信号；所述投切模块，用于接收到控制信号后，进行对应开关的控制投切，使可变扰动负载并入配电网，进而发出反孤岛干扰信号。3.如权利要求2所述的一种主被动结合的配电网智能反孤岛系统，其特征在于，所述可变扰动负载由有源滤波器、SVG或由多个电力电子开关和电阻、电容和电感这些电子器件构成，由这些电子器件串并联组合关系得到的可变的负载阵列。4.如权利要求1所述的一种主被动结合的配电网智能反孤岛系统，其特征在于，所述被动防孤岛检测隔离装置包括被动防孤岛检测模块、被动防孤岛计算处理模块和保护控制模块；所述被动防孤岛检测模块，用于全天候实时采集用户侧配电网的电压和电流信号并传送至被动防孤岛计算处理模块；所述被动防孤岛计算处理模块，用于从接收到的电压和电流信号中提取所述主动反孤岛装置发出的反孤岛干扰信号，对比设定的稳态工作阈值，根据对比结果向保护控制模块发出并网开关控制信号；所述保护控制模块，用于根据并网开关控制信号来控制并网开关做出相应动作。5.如权利要求4所述的一种主被动结合的配电网智能反孤岛系统，其特征在于，所述被动防孤岛计算处理模块，还用于在提取所述主动反孤岛装置发出的反孤岛干扰信号之前，还包括：对接收到的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：王瑞琪，许玮，李超英，吕伟龙，王伟，任力，延凯，殷玉朋，邱茂光，田利坤，周宇，
申请(专利权)人：山东鲁能智能技术有限公司，国网山东省电力公司日照供电公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：山东,37