[发明专利]一种基于广域信息电压相位差比较式孤岛检测及孤岛保护方法

摘要

本发明涉及一种基于广域信息电压相位差比较式孤岛检测及孤岛保护方法，属于电力系统继电保护技术领域。含风力发电、光伏发电、微型燃气轮机等分布式电源的配网系统并网运行过程中，由电网中的馈线自动化终端对系统各处电压相位进行实时同步监测。若检测到分布式电源出口处电压相位的突变量超过某一门槛值时，经一定延时比较分析该处电压相位与公共耦合点处电压相位之差，将此相位差与所设阈值进行比较来检测判断系统是否发生了孤岛运行，并及时启动防孤岛保护，将处于孤岛运行状态的分布式电源退出系统。本发明是基于广域信息所进行的孤岛检测及孤岛保护，侧重于广域信息的利用和安全功能的实现，效果明显，可靠性高。

主权项

一种基于广域信息电压相位差比较式孤岛检测及孤岛保护方法，其特征在于：含分布式电源DG的配网系统并网运行过程中，由电网中的馈线自动化终端FTU对系统各处电压相位进行实时同步监测，若检测到分布式电源DG出口处电压相位突变量超过其门槛值，则比较分析该处电压相位与公共耦合点PCC结点处电压相位之差，并根据其与所设阈值的大小关系来检测判断系统是否发生了孤岛运行；具体步骤如下：(1)基于广域信息的同步采集：系统中的FTU实时监测各分布式电源出口处电压相位θi与公共耦合点PCC结点处电压相位θs，并将各相位信息存储在各自的存储单元中；(2)各分布式电源出口处FTU检测其电压相位θi在系统运行过程中的突变量|Δθi|，并与其门槛值相比较，决定是否申请获取公共耦合点PCC结点处同步电压相位信息：若则该FTU继续上述监测工作；若则该FTU申请获取公共耦合点PCC结点处同步电压相位信息；(3)各分布式电源出口处FTU根据申请要求，经一定延时获取公共耦合点PCC结点处电压相位θs，并与自身电压相位θi作差比较，其相位差与阈值Δθ比较判断该DG是否处于孤岛运行状态：若则判断DG处于孤岛运行状态；若则判断DG处于并网运行状态；(4)对于判断已出现孤岛运行的DG，即启动防孤岛保护，将此DG退出系统；其中，门槛值的设定根据系统工况运行条件下的可靠性取2；延时的整定需要考虑同步授时设备的误差及精度要求，根据有关规程动作出口可取0.5s的延时；阈值Δθ的设定可根据DG的实际运行情况，并躲过所有的各类系统扰动、区内外故障非孤岛情形确定一个动作值；在系统扰动所引起的相位差比发生孤岛所引起的相位差小的情形下，按以下公式可满足孤岛保护的跳闸要求：k1Δθa+ε≤Δθ≤k2Δθb‑ε    (1)式中Δθa是系统发生的各类负荷扰动及投切DG或负荷非孤岛情形下电压相位差的最大值；Δθb是考虑到分布式电源渗透率、负荷特性条件下DG发生孤岛运行时出现的电压相位差最小值；k1、k2为可靠系数，需要考虑同步授时设备的对时误差及精度因素来选取适当的可靠系数以满足其灵敏度要求，ε为考虑到测量及算法所带来的误差。