摘要：本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種微電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置與保護(hù)方法。

申請(qǐng)人：辛宏影

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種微電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置與保護(hù)方法;該裝置中每路信號(hào)采集判別系統(tǒng)按照電信號(hào)傳遞方向依次包括第一開(kāi)關(guān)，采樣電路，第二開(kāi)關(guān)，第一保持電路，第三開(kāi)關(guān)，并聯(lián)設(shè)置的包括第四開(kāi)關(guān)和第二保持電路的第一支路和包括第五開(kāi)關(guān)和第三保持電路的第二支路，減法運(yùn)算電路，絕對(duì)值運(yùn)算電路，電壓比較電路、第六開(kāi)關(guān)和控制器;該方法控制各個(gè)開(kāi)關(guān)的時(shí)序，監(jiān)測(cè)電壓比較電路中輸入電壓大于閾值電壓的總次數(shù)和連續(xù)次數(shù)，輸出跳閘控制信號(hào);本發(fā)明不僅能夠在兩種模式之間切換，而且同樣具有快速速斷保護(hù)的時(shí)效性，還能夠避免錯(cuò)過(guò)切換信號(hào)問(wèn)題的發(fā)生，并且能夠避免誤將電網(wǎng)非穩(wěn)態(tài)畸變?cè)肼曅盘?hào)判斷為切換信號(hào)問(wèn)題的發(fā)生。

技術(shù)背景

微電網(wǎng)(Micro-Grid)是指由分布式電源、儲(chǔ)能裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置、負(fù)荷、監(jiān)控和保護(hù)裝置等組成的小型發(fā)配電系統(tǒng)，是一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護(hù)和管理的自治系統(tǒng)，既可以與外部電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行(連接到外部電網(wǎng)上運(yùn)行)，也可以孤立運(yùn)行(脫離外部電網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行)。

微電網(wǎng)的正常運(yùn)行，需要繼電保護(hù)裝置進(jìn)行保駕護(hù)航。由于傳統(tǒng)繼電保護(hù)裝置不具備“ 并網(wǎng)運(yùn)行模式-孤立運(yùn)行模式”的轉(zhuǎn)換功能，因此傳統(tǒng)繼電保護(hù)裝置還不能適應(yīng)微電網(wǎng)的上述雙網(wǎng)切換方式;此外，微電網(wǎng)內(nèi)部有數(shù)量眾多的距離很短的分布式電源，很容易造成短路電流急劇增大，此時(shí)，如果不能及時(shí)斷開(kāi)相應(yīng)回路，則對(duì)于微電網(wǎng)的安全生產(chǎn)將具有較大危害，由于傳統(tǒng)繼電保護(hù)裝置都是針對(duì)10KV及以上電壓的大電網(wǎng)線路應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，在時(shí)效上難以滿足400V及以下微電網(wǎng)快速切除故障的保護(hù)需求針對(duì)上述兩方面問(wèn)題，申請(qǐng)?zhí)枮?01110258295.9的發(fā)明專利《微電網(wǎng)繼電保護(hù)方法與裝置》，通過(guò)檢測(cè)微電網(wǎng)與大電網(wǎng)之間連接的微電網(wǎng)開(kāi)關(guān)的分合閘狀態(tài)，判斷微電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)微電網(wǎng)處于孤立運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，使微電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行在微電網(wǎng)繼電保護(hù)狀態(tài)，當(dāng)微電網(wǎng)處于并網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，使微電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置進(jìn)入常規(guī)繼電保護(hù)模式。

該發(fā)明適用于微電網(wǎng)在“ 并網(wǎng)運(yùn)行模式-孤立運(yùn)行模式”之間切換，針對(duì)微電網(wǎng)孤立運(yùn)行時(shí)短路電流較并網(wǎng)時(shí)小、但增長(zhǎng)更為急劇的特點(diǎn)，采用包含圖變量啟動(dòng)和兩點(diǎn)計(jì)算過(guò)程的故障電流算法，可以將整個(gè)出口時(shí)間控制在3ms左右，實(shí)現(xiàn)10ms內(nèi)跳閘的出口時(shí)間，提高了快速速斷保護(hù)的時(shí)效性;然而，這種方法沒(méi)有考慮到以下兩個(gè)問(wèn)題：

第一、采樣的過(guò)程有可能錯(cuò)過(guò)切換信號(hào);

第二、這種方式可能會(huì)誤將電網(wǎng)非穩(wěn)態(tài)畸變?cè)肼曅盘?hào)判斷為切換信號(hào)。

以上兩個(gè)問(wèn)題，還沒(méi)有查閱到相關(guān)資料能夠進(jìn)行很好地解決。

發(fā)明要點(diǎn)簡(jiǎn)述：

1 .微電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置，其特在于，包括2n路信號(hào)采集判別系統(tǒng)，每路信號(hào)采集判別系統(tǒng)按照電信號(hào)傳遞方向依次包括第一開(kāi)關(guān)，采樣電路，第二開(kāi)關(guān)，第一保持電路，第三開(kāi)關(guān)，并聯(lián)設(shè)置的第一支路和第二支路，所述第一支路包括第四開(kāi)關(guān)和第二保持電路，第二支路包括第五開(kāi)關(guān)和第三保持電路，減法運(yùn)算電路，絕對(duì)值運(yùn)算電路，電壓比較電路、第六開(kāi)關(guān)和控制器，所述控制器用于控制第一開(kāi)關(guān)、第二開(kāi)關(guān)、第三開(kāi)關(guān)、第四開(kāi)關(guān)、第五開(kāi)關(guān)和第六開(kāi)關(guān)的通斷，接收電壓比較電路輸出的比較結(jié)果，輸出跳閘控制信號(hào);

所述第一開(kāi)關(guān)包括閉合和斷開(kāi)兩種工作狀態(tài)，閉合時(shí)間為20/2nms;

所述采樣電路包括運(yùn)算放大器U1，運(yùn)算放大器U1的同相輸入端與第一開(kāi)關(guān)連接，反相輸入端與輸出端直接連接;

所述第二開(kāi)關(guān)包括閉合和接地兩種工作狀態(tài)，閉合時(shí)間不小于20/2nms，且覆蓋第一開(kāi)關(guān)閉合時(shí)間;

所述第一保持電路包括運(yùn)算放大器U2，運(yùn)算放大器U2的同相輸入端與第一開(kāi)關(guān)連接，并通過(guò)電容C2接地，反相輸入端與輸出端直接連接;

所述第五開(kāi)關(guān)包括閉合和接地兩種工作狀態(tài);

所述第三保持電路包括運(yùn)算放大器U4，運(yùn)算放大器U4的同相輸入端與第三開(kāi)關(guān)連接，并通過(guò)電容C4接地，反相輸入端與輸出端直接連接;

所述減法運(yùn)算電路包括運(yùn)算放大器U5，運(yùn)算放大器U5的同相輸入端通過(guò)阻值為r1的電阻R53連接運(yùn)算放大器U4的輸出端，通過(guò)阻值為r1的電阻R54接地，運(yùn)算放大器U5的反相輸入端通過(guò)阻值為r1的電阻R51連接運(yùn)算放大器U3的輸出端，通過(guò)阻值為r1的電阻R52連接運(yùn)算放大器U5的輸出端;

所述絕對(duì)值電路包括運(yùn)算放大器U6和運(yùn)算放大器U7，運(yùn)算放大器U6的反相輸入端通過(guò)阻值為r2的電阻R61連接運(yùn)算放大器U5的輸出端，通過(guò)阻值為r2的電阻R62連接絕對(duì)值電路的輸出端，通過(guò)二極管VD1連接運(yùn)算放大器U6的輸出端，運(yùn)算放大器U6的輸出端通過(guò)二極管VD2連接絕對(duì)值電路的輸出端;運(yùn)算放大器U6的反相輸入端通過(guò)電阻R63接地;運(yùn)算放大器U7的同相輸入端通過(guò)阻值為r2的電阻R71連接運(yùn)算放大器U5的輸出端，運(yùn)算放大器U7的反相輸入端通過(guò)阻值為r2的電阻R72連接絕對(duì)值電路的輸出端，通過(guò)二極管VD3連接運(yùn)算放大器U7的輸出端，運(yùn)算放大器U7的輸出端通過(guò)二極管VD4連接絕對(duì)值電路的輸出端;

所述電壓比較電路包括運(yùn)算放大器U8，運(yùn)算放大器U8的反相輸入端設(shè)置閾值電壓，運(yùn)算放大器U8的同相輸入端連接絕對(duì)值電路的輸出端，運(yùn)算放大器U8的輸出端通過(guò)第六開(kāi)關(guān)連接控制器;

第一開(kāi)關(guān)、第二開(kāi)關(guān)、第三開(kāi)關(guān)、第四開(kāi)關(guān)和第五開(kāi)關(guān)在相鄰兩個(gè)周期內(nèi)的控制時(shí)序?yàn)椋?/p>

S1、第一開(kāi)關(guān)閉合、第二開(kāi)關(guān)閉合、第三開(kāi)關(guān)連接第一支路、第四開(kāi)關(guān)閉合、第五開(kāi)關(guān)閉合、第六開(kāi)關(guān)閉合;

S2、第一開(kāi)關(guān)斷開(kāi)、第二開(kāi)關(guān)接地、第三開(kāi)關(guān)連接懸空、第四開(kāi)關(guān)閉合、第五開(kāi)關(guān)接地、第六開(kāi)關(guān)斷開(kāi);

S3、第一開(kāi)關(guān)閉合、第二開(kāi)關(guān)閉合、第三開(kāi)關(guān)連接第二支路、第四開(kāi)關(guān)閉合、第五開(kāi)關(guān)閉合、第六開(kāi)關(guān)閉合;

S4、第一開(kāi)關(guān)斷開(kāi)、第二開(kāi)關(guān)接地、第三開(kāi)關(guān)連接懸空、第四開(kāi)關(guān)接地、第五開(kāi)關(guān)閉合、第六開(kāi)關(guān)斷開(kāi);