一种区域并离网响应控制方法及系统技术方案

本申请提供一种区域并离网响应控制方法及系统，通过对离网区域内设备进行初始化设定；监测并离网区域内的发电单元和负荷设备的数据信息，确定负荷功率与发电功率的大小关系，在离网时，依据负荷功率与发电功率的大小关系，控制发电单元减少发电功率或分时关闭负荷设备；并网时，根据离网状态下的监测分析结果，确定投入发电单元和负荷设备控制方法。本申请具备快速响应和精确性强的能力，稳定电网电压，减小分布式发电系统对电网的冲击，保障配电网中负荷安全稳定运行，以解决为避免短路故障影响，负荷保护装置一般需要设置一定的延时，无法适应新一代智能化电网建设需求的问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种区域并离网响应控制方法及系统


[0001]本申请涉及区域并离网
，尤其涉及一种区域并离网响应控制方法及系统。

技术介绍

[0002]近年来随着可再生能源发电技术、储能技术及负荷控制技术的迅猛发展，大量的分布式可再生能源发电等大量电力电子设备接入400V低压配电网，组建可再生能源微电网系统，为减少因停电而带来的损失和保障重要负荷供电可靠性需求，微电网要求具备并/离网双模式运行功能。此外，随着科技发展和大规模分布式电源接入配电网，电网潮流发生改变，负荷结构也趋向复杂化发展，主要表现为大量的容性负荷和感性负荷接入低压配电网。现低压配电网络中的负荷可细分为容性负荷、感性负荷和阻性负荷三种类型，各自具备不同的负荷特性。微电网在并网模式下，由于有主电网钳制作用，基本可以保持电网电压、频率稳定，保障负荷稳定运行。
[0003]当离网运行时，系统脱离主电网钳制，自主支撑负荷运行，微电网区域所发生的供电电压与频率的不稳定性质会对用电设备带来破坏。低压配电网中接入微电网的多种负荷设备不具备实时感知电网变化情况，负荷快速投入和切出时，可能引起微电网本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种区域并离网响应控制方法，其特征在于，应用于区域并离网响应控制器，所述控制器包括：控制器模块、多接口通讯模块、载波接收模块、短路监测模块、电压传感器、n个电流传感器、接触器驱动模块、n个接触器；其中，所述接触器的输入端与微电网以及与并联安装在微电网的电压传感器连接，所述接触器的输出端串接所述电流传感器，并与m个发电单元和h个负荷设备连接，其中，n＝m+h，m和h为大于或等于1的整数；所述电流传感器数据输出都连接公共数据线；所述公共数据线的Ad端连接所述短路监测模块的数据输入端，所述短路监测模块数据输出端与控制器数据输入端连接；所述控制器模块被配置为采集所述电流传感器的数据、负荷设备和发电单元的短路状态，以及采集所述电压传感器数据；所述接触器控制端都对应连接所述接触器驱动模块的n路输出端，所述接触器驱动模块的数据输入端与控制器模块的数据输出端连接；所述控制器模块的数据输出端，通过接触器驱动模块对所述接触器的接通与关闭进行控制；所述接触器驱动模块还包括闭锁控制端，所述闭锁控制端与所述短路监测模块闭锁控制端连接，当m个发电单元中的任一个或h个负荷设备中的任一个发生故障短路时，关联的所述接触器可断开与电网的连接，关联的所述监测模块中的闭锁控制端输出故障状态电平，通过所述接触器驱动模块中对应的闭锁控制端锁定；当短路监测模块监测故障排除时，所述短路监测模块的闭锁控制端解除闭锁状态电平；所述载波接收模块的信号输入端与电网连接，所述载波接收模块的数据解析输出端与所述控制器模块的数据输入端连接；所述多接口通讯模块包括m个通讯接口，所述通讯接口通过通讯线与所述发电单元的通讯接口连接；所述通讯模块的数据输出端与控制器模块通讯输入输出口端连接；所述控制器模块还被配置为实时读取发电单元数据；所述区域并离网响应控制方法包括：步骤一，初始化设定，包括设定发电设备类型参数；步骤二，监测分析区域内的所述发电单元与负荷电流判定电流方向，包括：区域并离网响应控制器通过电流传感器和电压传感器，实时监测负荷功率、发电单元的发电功率，以获得电流方向；当控制器计算发电单元与负荷电流之和为正时，为区域并离网响应控制器下的负荷设备消耗微电网功率，使负荷功率大于发电功率；当控制器计算发电单元与负荷电流之和为负时，为区域并离网响应控制器下发电单元发电向电网释放功率，使发电功率大于负荷功率；当控制器计算发电单元与负荷电流之和为零时，为区域并离网响应控制器下发电单元发电功率与负荷设备消耗功率相等，使发电功率等于负荷功率；步骤三，预测分析离网发生时刻的负荷设备减载和发电单元功率增减功率；步骤四，控制离网发生时刻的减载负荷，包括：当区域并离网响应控制器判断离网发生时，依据预测分时关闭负荷设备；当分时控制关闭到某一台负荷设备时，当控制器计算得到区域内发电单元与负荷电流之和i
f
小于或等于电流阈值i
min
时，控制器制器暂停对后续负荷设备的关闭；当区域并离网响应控制器计算得到区域内发电单元与负荷电流之和i
f
大于电流阈值
i
min
时，控制器将关闭当前时刻负荷功率最小设备；步骤五，控制并网时刻发生时的发电单元投入和负荷设备，包括：区域并离网响应控制器在离网状态下，监测到发电单元输出电流与负荷电流之和i
f
大于0时，为微电网向区域并离网响应控制器内的负荷供电，以及当判断并网允许时，区域并离网响应控制器响应控制并网方法；区域并离网响应控制器监测到发电单元输出电流与负荷电流之和i
f
小于0时，区域并离网响应控制器内的发电单元向微电网供电，以及当判断并网允许时，区域并离网响应控制器响应控制并网方法。2.根据权利要求1所述的区域并离网响应控制方法，其特征在于，所述初始化设定包括：对光伏发电设备的组串型、并网型、容量、数量和与并网点的距离进行设定；对风电发电设备的单机容量、数量进行设定；对负荷设备的负荷感性、容性、阻性和功率进行设定。3.根据权利要求2所述的区域并离网响应控制方法，其特征在于，所述初始化设定还包括：将每小时以15分钟划分为4个时间段，在每个时间段中初始设置单位发电功率与电压变化系数随着数据量的增加自学习迭代出新的单位发电功率的电压变化系数4.根据权利要求1所述的区域并离网响应控制方法，其特征在于，监测分析区域内的所述发电单元与负荷电流判定电流方向的步骤，还包括：所述控制器模块读取当前时刻所有所述发电单元输出的电流数据，以及负荷设备的消耗电流；根据电流数据求和得到
‑
i
pz
＝(
‑
i
p1
)+(
‑
i
p2
)+
……
(
‑
i
pm
)电流，其中，i
p1
为第1发电单元输出电流；i
p2
为第2发电单元输出电流；i
pm
为第m发电单元输出电流；i
pz
为所有发电单元输出电流之和；根据消耗电流求和得到i
sz
＝i
s1
+i
s2
+
……
i
sh
电流；其中，i
s1
为第1台负荷消耗电流；i
s2
为第2台负荷消耗电流；i
sh
为第h台负荷消耗电流；i
sz
为所有负荷消耗电流之和；i
f
为离网运行时发电单元总输出电流；将发电单元输出求和电流i
pz
与负荷设备求和消耗电流i
sz
再求和，得到区域内总的电流i
zn
＝
‑
i
zp
+i
zs
。5.根据权利要求1所述的区域并离网响应控制方法，其特征在于，预测分析离网发生时刻的负荷设备减载和发电单元功率增减功率的步骤中，当发电功率大于负荷功率时，还包括：在并网状态下区域并离网响应控制器监测的电流为负时，在并网工作状态时，所述控制器模块依据当前时刻和历史数据进行多发电单元工作功率及状态预分析，以分析出不同时间段的电压变化与单位发电功率的系数其中α为不同时间段的电压变化与发
电功率的系数；并以15分钟为一时段分别找出历史同期功率最大值p
max
＝max(p
t1
,p
t2
…
p
t15
)，最低电压U
min
＝min(u
t1
,u
t2
…
u
t15
)和最高电压U
max
＝max(u
t1
,u
t2
…
u
t15
)；其中，u
t1
为历史同期15分钟段的第1分钟电压；u
t2
为历史同期15分钟段的第2分钟电压；u
t15
为历史同期15分钟段的第15分钟电压；p
t1
为历史同期15分钟段的第1分钟功率；p
t2
为历史同期15分钟段的第2分钟功率；p
t15
为历史同期15分钟段的第15分钟功率；i
max
为历史同期15分钟段内最大电流；p
max
为历史同期15分钟段内最大功率；U
min
为历史同期15分钟段内最小电压；U
max
为历史同期15分钟段内最大电压；计算最大负荷和最小负荷作为最小负荷情况下的上网电流；控制器模块读取当前时刻所有发电单元的输出电流i
p1
……
i
pm
，并求和电流i
pz
；当i
min
≤i
pz
≤i
max
时，将求和电流i
pz
减去上网电流，得到当微电网离网时刻的发电单元输出电流i
f
＝i
pz
‑
i
min
，得到占当前时刻发电单元求和电流的比值依据电流的比值i
fn
分别与每个发电单元输出电流进行乘积运算，得到每个发电单元的输出电流；其中，i
min
为历史同期15分钟段内最小电流；i
fn
为离网运行时发电单元总输出电流与并网时发电单元总输出电流占比；i
f
为离网运行时发电单元总输出电流；建立关闭或减功率输出对应发电单元的协议代码，当发生离网运行时控制器模块依据分析结果，将通过通讯模块对多发电单元发出减功率协...

【专利技术属性】
技术研发人员：张敏，杨金东，吴万军，刘永礼，任宪利，李凤龙，李朋，张智，和志全，聂跃昆，李瑞，黄天喜，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司迪庆供电局，
类型：发明
国别省市：