一種基于區域信息的微電網智能保護裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于電力技術領域，設及一種基于區域信息的微電網智能保護裝置。
【背景技術】
[0002] 電網的持續、穩定、可靠運行，離不開繼電保護裝置的支持。一旦有故障發生，保護 裝置能夠迅速、可靠地檢測到故障分量，判斷故障區域，就近跳開開關，隔離故障區域，盡量 減小停電范圍。傳統的低壓電網保護裝置采用的都是"離線整定"的方案，采集單一元件的 電壓、電流和開關狀態信息，經過計算得到一些反映系統狀況的運行參數，然后與離線計算 的定值進行比較，滿足動作條件就按照整定好的動作時間出口跳閩信號。由于微電網的故 障電流的大小和方向受系統并網/離網運行狀態和分布式電源運行狀態影響很大，傳統的 離線整定方案很難滿足微電網的保護需求，在微電網運行方式變化時很容易造成保護誤動 或拒動。
[0003] 微電網的一大特點是在大電網停電時仍能繼續維持網內負荷的供電，顯著提高了 系統的供電可靠性，如果保護裝置經常發生誤動現象，降低供電可靠性，就違背了建設微電 網的本意。此外，微電網內的分布式電源一般造價較高，如果發生故障時保護裝置拒動，就 會損壞設備，嚴重影響設備壽命。因此，如何提高微電網保護裝置的可靠性仍是困擾微電網 發展的一大難題。 【實用新型內容】
[0004] 本實用新型的目的是提供一種基于區域信息的微電網智能保護裝置，該裝置區別 于傳統裝置采集單一元件狀態和保護定值離線整定的方案，基于電力系統廣域保護原理， 通過采集系統運行狀態及各個分布式電源的運行狀態，自適應的調整保護策略，可解決微 電網的故障電流受系統并網/離網運行狀態和分布式電源運行狀態影響的難題，提高保護 裝置動作的可靠性和選擇性。
[0005] 本實用新型的技術解決方案是：一種基于區域信息的微電網智能保護裝置，包括 模擬量采集模塊、開入開出模塊、通信模塊、狀態分析模塊、保護決策模塊、人機模塊和電源 模塊；其中電源模塊通過電源總線向裝置各模塊進行供電；其中模擬量采集模塊、開入開 出模塊、通信模塊、狀態分析模塊和保護決策模塊通過與數據總線實現裝置內部的數據交 互，人機模塊與狀態分析模塊間通過RS485總線連接進行通信；其中模擬量采集模塊、開 入開出模塊和通信模塊共同負責實時采集系統運行信息，狀態分析模塊根據采集的運行信 息，分析系統運行狀態并調整保護策略；最后保護決策模塊負責根據采集的運行信息判斷 系統有無發生故障，判定故障區域，并做出隔離故障的跳閩指令；人機模塊負責處理液晶顯 示及人工設定。
[0006] 進一步地，既能通過直采方式獲得系統運行信息，也可通過與合并單元通信的方 式獲得系統運行信息，可支持101、103、104和61850等配電網主流通信規約。
[0007] 進一步地，其中模擬量采集模塊和開關出入模塊均有一個或至少有一個W上。
[0008] 進一步地，各裝置之間可通過通信網絡共享系統運行狀態等信息，方便地實現系 統擴展。
[0009] 一種基于區域信息的微電網智能保護裝置，W方向過流保護作為主保護，低壓作 為啟動信號。裝置包括狀態采集模塊、通信模塊、狀態分析模塊和保護決策模塊。其中，狀 態采集模塊負責收集保護區域內各電壓互感器和電流互感器采集的電壓、電流信息，W及 各開關的開關位置信息。通信模塊負責接收并處理底層采集單元上傳的設備運行狀態信 息，如果微電網是按照智能變電站思路設計的，該模塊還要處理底層合并單元上傳的電壓、 電流等信息，并向開關傳達保護決策模塊下發的跳閩指令。狀態分析模塊負責根據掌握的 系統并網/離網運行狀態和分布式電源運行狀態，調整各個開關處的過流保護動作方向和 定值。保護決策模塊根據實時采集的電壓和電流信息，判斷保護區域內有無發生故障，并找 出故障點，向相應開關下發跳閩指令。
[0010] 本實用新型一種基于區域信息的微電網智能保護裝置，既能通過直采方式獲得系 統運行信息，也可通過與合并單元通信的方式獲得系統運行信息，可支持101、103、104和 61850等配電網主流通信規約。
[0011] 本實用新型W低壓作為保護啟動信號，方向過流保護作為主保護。只有低電壓和 電流過大，且為正方向時，保護才會動作，盡量防止保護誤動；首先需要預先制定在微電網 處于不同運行方式(包括系統并網/離網狀態和分布式電源的工作狀態)下所采取的過流方 向和定值方案，由裝置的狀態分析模塊根據采集的系統運行信息，在遇到系統支路過多超 出裝置采集能力時，可采用多臺裝置組成智能保護系統，各裝置之間可通過通信網絡共享 系統運行狀態等信息，方便地實現系統擴展。
[0012] 本實用新型的有益效果是：改變了傳統低壓保護只監測單一元件和保護定值離線 整定的局面，可W實現對全系統運行狀態的在線監測，并根據運行狀態的變化在線調整保 護方案，并采用低壓作為啟動信號，在過流保護中添加電流方向作為輔助判據，大大提高了 保護動作的可靠性和選擇性，最大限度地避免保護誤動和拒動現象的發生。
【附圖說明】
[0013] 圖1是本實用新型實施例的說明示意圖；
[0014] 圖2是本實用新型實施例應用場景的說明示意圖。
【具體實施方式】
[0015] 下面結合附圖1、2詳細說明本實用新型的優選實施例。
[0016] 本實施例的一種基于區域信息的微電網智能保護裝置，包括模擬量采集模塊、開 入開出模塊、通信模塊、狀態分析模塊、保護決策模塊、人機模塊和電源模塊；其中電源模塊 通過電源總線向裝置各模塊進行供電；其中模擬量采集模塊、開入開出模塊、通信模塊、狀 態分析模塊和保護決策模塊通過與數據總線實現裝置內部的數據交互，人機模塊與狀態分 析模塊間通過RS485總線連接進行通信；其中模擬量采集模塊、開入開出模塊和通信模塊 共同負責實時采集系統運行信息并通過狀態分析模塊完成輸出控制，狀態分析模塊根據采 集的運行信息，分析系統運行狀態并調整保護策略；最后保護決策模塊負責根據采集的運 行信息判斷系統有無發生故障，判定故障區域，并做出隔離故障的跳閩指令；人機模塊負責 處理液晶顯示及人工設定。
[0017] 其中圖2所示的應用場景為包含風力發電機、柴油發電機、儲能電池、光伏電源等 多種分布式電源的并網型微電網系統，實線為一次主接線，虛線為保護系統的二次接線， K1-K6為各支路開關。。
[0018] 如果微電網在并網時發生故障，大電網注入的故障電流比分布式電源注入的故障 電流大得多，過流保護定值主要由大電網的故障電流注入能力決定；如果微電網在離網時 發生故障，風力發電機和柴油發電機等旋轉電機類型的分布式電源注入的故障電流相對較 大，過流保護定值主要由它們的注入能力決定。蓄電池和光伏電源是逆變器型的分布式電 源，由于受到電力電子設備過流能力限制，注入故障電流的能力相對較小。因此過流保護定 值應按下表形式設定。
[0019]
[0020] 本實施例的過流保護附加電流方向作為輔助判據，W提高保護動作的選擇性。微 電網并網運行時，如果系統外發生故障，圖1中的Kl應該跳開，進入離網模式運行，因此Kl 的過流保護應設定流出母線為正方向。微網內部各支路開關K2-K6應該在本支路發生故障 時才跳開，因此也應設定流出母線為正方向。
[0021] 本實施例一種基于區域信息的微電網智能保護裝置在運行過程中，隨時根據采集 的系統運行信息和分布式電源的運行信息，選擇合適的過流保護定值和方向。如果檢測到 W下=個條件同時滿足且維持一段時間，就向相應開關發出跳閩指令，從而實現可靠地、有 選擇地隔離故障。
[0022] 1)電流大于保護定值； 陽023] 2)電流方向為正方向；
[0024] 3)電壓小于低壓口檻值。
[0025] W上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和本實用新型的優點。本行 業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述 的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還 會有各種變化和改進，運些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內。本實用新型 要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【主權項】
1. 一種基于區域信息的微電網智能保護裝置，其特征在于：包括模擬量采集模塊、開 入開出模塊、通信模塊、狀態分析模塊、保護決策模塊、人機模塊和電源模塊；其中電源模塊 通過電源總線向裝置各模塊進行供電；其中模擬量采集模塊、直流量采集模塊、開入開出模 塊、通信模塊、狀態分析模塊和保護決策模塊通過與數據總線實現裝置內部的數據交互，人 機模塊與狀態分析模塊間通過RS485總線連接進行通信；其中模擬量采集模塊、開入開出 模塊和通信模塊共同負責實時采集系統運行信息并通過狀態分析模塊完成輸出控制，狀態 分析模塊根據采集的運行信息，分析系統運行狀態并調整保護策略；最后保護決策模塊負 責根據采集的運行信息判斷系統有無發生故障，判定故障區域，并做出隔離故障的跳閘指 令；人機模塊負責處理液晶顯示及人工設定。2. 如權利要求1所述的一種基于區域信息的微電網智能保護裝置，其特征在于：既能 通過直采方式獲得系統運行信息，也可通過與合并單元通信的方式獲得系統運行信息，可 支持101、103、104和61850等配電網主流通信規約。3. 如權利要求1所述的一種基于區域信息的微電網智能保護裝置，其特征在于：其中 模擬量采集模塊和開關出入模塊均有一個或至少有一個以上。4. 如權利要求1所述的一種基于區域信息的微電網智能保護裝置，其特征在于：各裝 置之間可通過通信網絡共享系統運行狀態等信息，方便地實現系統擴展。
【專利摘要】本實用新型提供一種基于區域信息的微電網智能保護裝置，電源模塊通過電源總線向裝置各模塊進行供電；模擬量采集模塊、開入開出模塊、通信模塊、狀態分析模塊和保護決策模塊通過與數據總線實現裝置內部的數據交互，人機模塊與狀態分析模塊間通過RS485總線連接進行通信；其中模擬量采集模塊、開入開出模塊和通信模塊共同負責實時采集系統運行信息，狀態分析模塊根據采集的運行信息，分析系統運行狀態并調整保護策略；保護決策模塊負責根據采集信息判定故障區域，并做出隔離故障的跳閘指令；人機模塊負責處理液晶顯示及人工設定。本實用新型可提高微電網保護裝置動作的可靠性和選擇性。
【IPC分類】H02J13/00, H02H7/26
【公開號】CN205029333
【申請號】CN201520818451
【發明人】翟篤慶, 呂學山, 曾一, 韓春暉, 王東升, 丁雄勇, 陸巍, 蔣其友
【申請人】中國能建集團裝備有限公司南京技術中心
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2015年10月22日