[发明专利]一种不切新能源机组与负荷的备自投装置、方法及应用

说明书

本发明公开了一种不切新能源机组与负荷的备自投装置、方法及其应用，该方法通过分析形成孤岛前主供线路上的潮流判断孤岛内新能源机组与负荷的相对关系。并根据该相对关系确定储能装置的运行状态，在主供线路跳开，新能源机组与周围负荷形成孤岛后，按照确定的运行状态启动储能装置，再投入备用线路，最后推出储能装置完成备自投。本发明提供的不切新能源机组与负荷的备自投方法能够实现完全不切新能源机组与负荷进行备自投的同时尽可能减少合闸产生的冲击电流，从而实现备用电源快速、安全地自动投入。

技术领域

本发明属于电力系统继电保护技术领域，特别涉及一种不切新能源机组与负荷的备自投装置、方法及其新能源接入场站。

背景技术

随着大规模新能源的集中式和分布式大规模的接入，大容量多回直流馈入馈出等广泛应用，传统继电保护的动作原理、配置方案、整定原则有待进一步改进以适应电力电子化电网安全运行需求。其中，备用电源投入装置(简称备自投)是用于恢复系统供电的重要设备。当系统因故障而失去供电时，备自投装置将备用电源迅速投入系统，以保证系统的可靠供电。然而，随着新能源大规模接入电网大系统后，其本身存在低电压穿越特性会导致故障时系统工作母线存在电压，进而使得备自投的“无压”启动条件不满足，传统备自投装置失效。

目前已有针对于新能源场站接入下的备自投方法，其中申请号为201911112750.7名称为《新能源电厂并网变电站备自投装置的投切方法》一种新能源电厂并网变电站备自投装置的投切方法，提出构建新能源电厂并网变电站内部元件之间的因果关系矩阵等判断新能源电厂并网变电站的孤岛运行状态；根据孤岛运行状态投切备自投装置。其虽然能够提高新能源电厂并网变电站的备自投装置进行投切的可靠性，但该方法需要切除全部新能源场站，会造成较大的经济损失。申请号为202011279547.1名称为《一种带有新能源的纵联电站备自投装置》进一步提出在每个电站均配套设置纵联备自投装置，以减少本地电站失压后到远方电站供电期间新能源电站离网时间，并在断电期间使新能源电站带一部分重要负荷，减少停电区域。但该方法致力于使新能源电站输出功率与负荷功率达到匹配，当负荷较大是或者新能源输出功率较大时，仍要切除部分负荷或者新能源场站以实现功率匹配。申请号201811123557.9名称为《一种适用于分布式新能源电网的备用电源自投方法》提出主供线路断开后，检测进线电压与母线残压的频率差和电压相角差大小，若相角差和频率差不超过设定值时投入备用线路完成备自投。该方法虽然理论上实现了不切除新能源与负荷进行备自投，但在实际运行中，当孤岛中新能源与负荷功率差额较大时，孤岛侧频率与电压相角变化快，几乎不可能捕捉同期成功，最终仍需要切除全部新能源场站。郑涛等作者的文章《适应于新能源接入的新型备自投方案》，提出在孤岛运行后，当新能源发出功率大于负荷消耗功率时，备自投装置采取先投入耗能电阻吸收盈余功率在进行备用线路投入的方法。该方法虽然实现了不切除新能源场站进行备自投，但当孤岛处于负荷功率大于新能源发出功率时，该方法仍需要切除部分负荷以实现备自投。因此，需要提供一种备自投方法，能够实现不切除任何新能源机组以及负荷的情况下完成备自投。

发明内容

本发明为了解决上述现有技术存在的不足之处，提供一种不切新能源机组与负荷的备自投方法，以期能够实现完全不切除新能源机组与负荷的情况下快速，安全地完成备自投，同时达到限制合闸冲击电流的目的。

为实现上述目的，本发明提供一种不切新能源机组与负荷的备自投装置，其技术方案如下：

一种不切新能源机组与负荷的备自投装置，其特征为：新能源通过出口断路器BRK5连接到母线n，负荷1通过出口断路器BRK6连接到母线n，母线n上装设有电流互感器,母线n通过母连断路器连接到母线m；当新能源机组正常运行下，电网通过主供线路与母线m相连，此时主供线路上的断路器BRK1与BRK2均处于合闸状态，母线m上装设有电压互感器与电流互感器，储能装置直接与母线m相连；电网通过备用线路与母线n相连，正常运行下，备用线路上的断路器BRK3与BRK4处于分闸状态。