[发明专利]分布式电源发电并网安全监测方法及监测系统

摘要

本发明提供了一种分布式电源发电并网安全监测方法及监测系统，包括：电能质量监测装置；防孤岛监测装置；电网适应性监测装置；功率特性监测装置；低电压穿越能力监测装置；同时提供了一种分布式电源发电并网安全监测方法，包括如下步骤：电能质量监测；防孤岛监测；电网适应性监测；功率特性监测；低电压穿越能力监测；本发明分布式电源并网后的电能质量、电压稳定性、故障电流变化、系统安全稳定性等方面进行监测，方法简单可靠，使用灵活，通过监测，可以有效解决分布式电源给系统运行带来的问题,为分布式发电与传统电力系统协调运行起到重要实际意义。 1

主权项

1.一种分布式电源发电并网安全监测系统，其特征在于，包括：

‑电能质量监测装置，用于实现分布式电源的电能质量监测，包括：三相电压和三相电流的不平衡度、闪变、电流谐波和电流间谐波以及注入电网的直流分量大小；

‑防孤岛监测装置，用于实现分布式电源的防孤岛监测；

‑电网适应性监测装置，用于实现分布式电源的电压适应性监测、频率适应性监测，对电能质量监测装置提供的三相电压，采用锁相环频率分析法，实现对分布式电源电压频率的高精度测量，全面监测分布式电源并网的性能及其适应性；

‑功率特性监测装置，用于实现分布式电源发电系统输出功率和功率因数的测量，利用卷积积分法对功率进行分析，监测分布式电源与主电网之间的功率潮流特性；

‑低电压穿越能力监测装置，用于实现低电压穿越能力的监测，并且在监测低电压穿越时，系统分析系统电压与分布式电源功率输出之间的关系，记录低压穿越过程中系统电压、分布式电源功率的实时曲线，并通过录波仪输出；

其中：

所述电能质量监测装置包括：电压互感器、电流互感器和数据采集装置，所述电压互感器和电流互感器分别与数据采集装置相连接；所述电压互感器、电流互感器设在分布式电源发电系统并网点和公共连接点处；

所述防孤岛监测装置包括：负载模块、数字示波器和功率监测装置，所述负载模块、数字示波器和功率监测装置之间电路连接；所述负载模块包括并联的阻性负载、感性负载和容性负载；

所述电网适应性监测装置包括：电网模拟装置和测量设备，所述电网模拟装置的一端连接分布式电源发电系统，测量设备设置于所述电网模拟装置与所述分布式电源发电系统之间，所述电网模拟装置另一端连接配电网；所述电网模拟装置用于模拟公用电网的电压与频率的扰动，所述测量设备用于测量电网适应性参数；

所述功率特性监测装置包括：功率分析仪，所述功率分析仪与所述防孤岛监测装置的功率监测装置相连接，用于测量分布式电源发电系统输出功率和功率因数；

所述低电压穿越能力监测装置包括：低电压穿越测试装置和录波仪，所述低电压穿越测试装置分别与所述录波仪、所述电能质量监测装置的数据采集装置和所述防孤岛监测装置的所述功率监测装置相连接；所述低电压穿越测试装置用于实现低电压穿越轻载、低电压穿越满载的测试，并对所述数据采集装置和功率测试装置的数据进行分析，通过所述录波仪输出报表和测量曲线。

2.根据权利要求1所述的分布式电源发电并网安全监测系统，其特征在于，所述数据采集装置通道带宽大于等于10MHz。

3.根据权利要求1所述的分布式电源发电并网安全监测系统，其特征在于，所述录波仪采用18通道录波仪。

4.一种分布式电源发电并网安全监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

‑电能质量监测；

‑防孤岛监测；

‑电网适应性监测；

‑功率特性监测；

‑低电压穿越能力监测；

其中，

所述电能质量监测包括如下子步骤：

步骤S1，在分布式电源发电系统公共连接点处，对三相电压和三相电流的不平衡度进行监测；

步骤S2，在分布式电源发电系统公共连接点处，监测电压和电流的闪变；

步骤S3，在分布式电源发电系统公共连接点处，监测电流谐波和电流间谐波；

步骤S4，在分布式电源发电系统公共连接点处，监测注入电网的直流分量大小；

所述防孤岛监测包括如下子步骤：

步骤A1，在分布式电源发电系统的并网点处设置防孤岛能力监测点；

步骤A2，接通分布式电源发电系统和电网之间的开关S1和开关S3，使分布式电源发电系统保持稳定运行状态；

步骤A3，利用功率监测装置测量分布式电源发电系统的有功功率和无功功率输出；

步骤A4，负载模块连接于开关S1和开关S3之间，接通负载模块与分布式电源发电系统之间的开关S2，依次投入交流负载电感L、电容C、电阻R，使得：

‑LC消耗的无功功率等于分布式电源发电系统发出的无功功率；

‑RLC消耗的有功功率等于分布式电源发电系统发出的有功功率；

‑RLC谐振电路的品质因数为1±0.2；

‑流过电网侧负载模块与数字示波器之间开关K的基波电流小于分布式电源发电系统输出电流的5％；

步骤A5，断开分布式电源发电系统和电网之间的电网侧开关S3，通过数字示波器记录从断开开关S3到分布式电源发电系统停止向负载模块供电的时间；若分布式电源发电系统在2s内停止向负载模块供电，则不再继续监测，否则应进行下步监测；

步骤A6，调节电感L、电容C，使电感L、电容C的无功功率每次变化±2％；

步骤A7，每次调节后，断开开关K2，通过数字示波器记录分布式电源发电系统运行情况；若记录的时间呈持续上升趋势，则继续以2％的增量扩大调节范围，直至记录的时间呈下降趋势；

所述电网适应性监测包括如下子步骤：

‑电压适应性监测：

步骤B1，在公共连接点标称频率条件下，调节电网模拟装置，使公共连接点电压至86％U_N，并保持时间为1min，记录分布式电源发电系统运行时间或脱网跳闸时间；

步骤B2，在公共连接点标称频率条件下，调节电网模拟装置，使公共连接点电压至109％U_N,并保持时间为1min，记录分布式电源发电系统运行时间或脱网跳闸时间；

步骤B3，在公共连接点标称频率条件下，调节电网模拟装置，使公共连接点电压至86％U_N‑109％U_N之间任意值，并保持时间为1min，记录分布式电源发电系统运行时间或脱网跳闸时间；

其中，U_N为公共连接点标称电压；

‑频率适应性监测：

步骤b1，在公共连接点标称电压条件下，调节电网模拟装置，使得公共连接点频率至49.55Hz，并保持时间为20min，记录分布式电源发电系统运行时间或脱网跳闸时间；

步骤b2，在公共连接点标称电压条件下，调节电网模拟装置，使得公共连接点频率至50.15Hz，并保持时间为20min，记录分布式电源发电系统运行时间或脱网跳闸时间；

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