專利名稱：一種逆功率保護方法及分布式發電系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及電力系統領域，更具體的說，是涉及一種逆功率保護方法及分布式發電系統。
背景技術：
隨著時代的發展，社會對能源的需求量越來越大，因此風能、太陽能、生物質能等可再生資源的開發和利用得到了相關部門的大力支持。但是部分可再生能源如風能、太陽能等能源由于具有間歇性、波動性和周期性的自然特性，導致利用其發電的發電功率存在不穩定和不可控性。因此包括中國在內的一些國家規定，常以分布式發電系統形式存在的可再生能源發電系統需要在負荷側就近發電就地用電，不允許將電能直接輸送到公用電網中，即防止逆向功率(簡稱逆功率)的出現。分布式發電系統一般包括發電機組、監控計算機和雙向能量計量裝置。圖I為分布式發電系統工作的功率流向示意圖，參見圖I所示，Pl為分布式發電系統的輸出功率；P2為本地負荷所需功率；當Pl大于P2時，就會出現從公共連接點流向公用電網的逆向功率P3，反之，當Pl小于P2時，會出現從公用電網流向公共連接點的正向功率。為此，公用電網和可再生能源發電系統間必須具有逆功率保護功能，以防止可再生能源發電系統向公用電網輸入大量電功率。現有技術中，分布式發電系統實現逆功率保護的方法是通過在發電機組和公用電網間設置一套逆功率保護裝置來實現逆功率保護功能。圖2為現有技術逆功率保護裝置的布局示意圖，參見圖2所示，該逆功率保護裝置的工作原理是首先通過電流互感器檢測出各項電流參數，再利用逆功率電流方向保護繼電器判斷上述各項電流參數，從而判斷是否存在逆電流，如果存在逆電流，就發出相應的開關信號，控制部分發電機組停止工作或直接切斷分布式發電系統的并網接入點，從而防止逆功率的出現。綜上所述可以看出，現有技術中實現逆功率保護功能需要專門配置一臺逆功率保護裝置，提高了系統成本，同時采用停止部分或全部發電機組的工作的方法來防止逆功率，降低了分布式能源的利用率。
發明內容
有鑒于此，本發明提供了一種逆功率保護方法及分布式發電系統，以克服現有技術中實現逆功率保護存在的系統成本高和分布式能源利用率低的問題。 為實現上述目的，本發明提供如下技術方案一種逆功率保護方法，包括監控計算機接收雙向能量計量裝置檢測到的從公共連接點流向公用電網的逆向功率值；判斷所述逆向功率值是否大于預設的逆向功率標準值；如果是，向發電機組發送減小輸出功率的指令，以使所述發電機組按照所述減小輸出功率的指令減小輸出功率。
可選的，所述向發電機組發送減小輸出功率的指令，包括計算功率減小值；
向所述發電機組發送攜帶有所述功率減小值的減小輸出功率的指令。可選的，所述計算功率減小值，包括將所述逆向功率值減去所述預設的逆向功率標準值，得到理論功率減小值；將所述理論功率加上值減去預設的緩沖值，得到所述功率減小值。可選的，還包括在所述逆向功率值小于或等于所述預設的逆向功率標準值時，判斷是否存在從所述公用電網流向所述公共連接點的正向功率；若是，向所述發電機組發送增大輸出功率的指令，以使所述發電機組根據所述增大輸出功率的指令增大輸出功率。可選的，所述預設的逆向功率標準值為國家標準規定的允許逆向功率值。可選的，所述分布式發電系統為分布式的風力發電系統、生物質能發電系統和光伏發電系統中的一種或多種。一種分布式發電系統，包括雙向能量計量裝置，用于檢測從公共連接點流向公用電網的逆向功率值；監控計算機，用于接收雙向能量計量裝置檢測到的所述逆向功率值，并判斷所述逆向功率值是否大于預設的逆向功率標準值；并在上述判斷結果為是時，向發電機組發送減小輸出功率的指令；發電機組，用于接收所述監控計算機發送的減小輸出功率的指令，并根據所述減小輸出功率的指令減小輸出功率。可選的，所述監控計算機包括功率減小計算電路，用于計算功率減小值；指令發送接口，用于向所述分布式發電系統發送攜帶有所述功率減小值的減小輸出功率的指令。可選的，所述功率減小計算電路包括理論減小值計算電路，用于將所述逆向功率值減去所述預設的逆向功率標準值，得到理論功率減小值；實際減小值計算電路，用于將所述理論功率減小值減去預設的緩沖值，得到所述功率減小值。可選的，所述監控計算機還包括正向功率判斷電路，用于在所述逆向功率值小于或等于所述預設的逆向功率標準值時，判斷是否存在從所述公用電網流向所述公共連接點的正向功率；則所述指令發送接口還用于，向所述分布式發電系統發送增大輸出功率的指令，以使的所述分布式發電系統增大輸出功率。經由上述的技術方案可知，與現有技術相比，本發明實施例公開了一種逆功率保護方法及分布式發電系統，所述方法和系統利用系統原有的裝置，不需要再專門配置逆功率保護裝置，降低了系統成本。同時在出現逆功率的情況下，通過減小分布式發電系統的輸出功率來消除逆功率，在不斷開任何一個發電系統的前提下實現了逆功率保護，提高了分布式能源的利用率。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。圖I為分布式發電系統工作的功率流向示意圖；圖2為現有技術逆功率保護裝置的布局示意圖；
圖3為本發明實施例公開的逆功率保護方法流程圖；圖4為圖3所示實施例中發送功率調度指令的流程圖；圖5為圖4所不實施例中計算功率減小值的流程圖；圖6為本發明實施例公開的另一種逆功率保護方法流程圖；圖7為本發明實施例公開的分布式發電系統結構示意圖；圖8為圖7所示實施例中監控計算機結構示意圖；圖9為圖7所示實施例中另一種監控計算機結構示意圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。實施例一圖3為本發明實施例公開的逆功率保護方法流程圖，參見圖3所示，所述逆功率保護方法可以包括步驟301 :監控計算機接收雙向能量計量裝置檢測到的從公共連接點流向公用電網的逆向功率值。所述雙向能量計量裝置位于公共連接點和公用電網之間，能夠檢測公共連接點和公用電網之間的連接線上的電流和電壓，能夠計量但不限于不同方向的視在功率、有功功率、無功功率和電能等電器參數；本發明實施例中，由于需要解決的問題是逆向功率問題，因此采用所述雙向能量計量裝置獲得從公共連接點流向公用電網的逆向功率值。步驟302 :判斷所述逆向功率值是否大于預設的逆向功率標準值；如果是，進入步驟 303。其中，所述預設的逆向功率標準值可以是國家標準規定允許逆向功率值，所述國家標準規定允許逆向功率值表示了在逆向功率不超過此值時，對公用電網的穩定性是沒有比較明顯的影響的；因此，在步驟302中需要判斷所述逆向功率值是否大于預設的逆向功率標準值，從而決定是否需要實施逆向功率保護措施。如果所述逆向功率值小于或等于預設的逆向功率標準值，不做任何操作。步驟303 向發電機組發送減小輸出功率的指令。
在步驟302判斷出當前逆向功率值超過了國家規定允許的逆向功率值時，分布式發電系統的輸出功率經過本地負荷消耗之后剩余的功率輸入公用電網可能就會影響公用電網的穩定性，因此需要實施逆向功率保護措施；本發明實施例中的逆向功率保護措施是通過發送指令控制分布式發電系統的輸出功率，從而減小逆向功率使其符合國家規定的標準要求。需要說明的是，本發明實施例中的逆向功率保護方法中，在需要進行逆向功率保護時，并沒有停止分布式發電系統的部分工作或全部工作，只是通過調節其輸出的相應電氣參數來進行逆向功率保護，沒有降低分布式能源的利用率；而具體的分布式發電系統調節相應電氣參數使其輸出功率下降，能夠采用現有技術的多種方式實現，如降低輸出電流和輸出電壓，在此不在對此過程做詳細說明。在一個示意性的示例中，步驟303的具體步驟可以參見圖4,圖4為圖3所示實施例中發送功率調度指令的流程圖，如圖4所示，可以包括步驟401 :計算功率減小值。當需要進行逆功率保護時，在所述監控計算機給所述發電機組發送減小輸出功率的指令前，可以先計算出發電機組需要減少多少輸出功率，具體的，步驟401的過程可以參見圖5,圖5為圖4所示實施例中計算功率減小值的流程圖,如圖5所示,可以包括步驟501 :將所述逆向功率值減去所述預設的逆向功率標準值，得到理論功率減小值。所述理論功率減小值為所述逆向功率值實際超出標準要求的功率值。 步驟502 :將所述理論功率減小值加上預設的緩沖值，得到所述功率減小值。本發明實施例中的分布式發電系統，可以是分布式的風力發電系統、生物質能發電系統和光伏發電系統中的一種或多種，由于這些分布式發電系統受自然規律影響存在不穩定及不可控性，因此，在得到所述理論功率減小值后，可以將所述理論功率減小值加上一個預設的緩沖值，得到所述功率減小值，這樣實際上，要求所述分布式發電系統減小的功率量比實際上超出標準要求的功率量大一些，避免了所述系統逆向功率在所述國家標準規定的允許逆向功率值處的上下震蕩，從而避免了所述監控計算機在短時間內頻繁發送功率調度指令。步驟402 :向所述發電機組發送攜帶有所述功率減小值的減小輸出功率的指令。所述發電機組在接收到所述減小輸出功率的指令后，根據所述功率減小值的標準減小其輸出功率。本實施例中，所述方法利用現有系統中已有的裝置和線路，包括雙向能量計量裝置、監控計算機和通信網絡來實現逆向功率的保護功能，不需要再專門配置逆功率保護裝置，降低了系統成本。同時在出現逆功率的情況下，通過減小發電機組的輸出功率來消除逆功率，在不斷開任何一個發電機組的前提下實現了逆功率保護，提高了分布式能源的利用率。實施例二圖6為本發明實施例公開的另一種逆功率保護方法流程圖，參見圖6所示，所述方法可以包括步驟601 :監控計算機接收雙向能量計量裝置檢測到的從公共連接點流向公用電網的逆向功率值。步驟602 :判斷所述逆向功率值是否大于預設的逆向功率標準值；如果是，進入步驟603 ;如果否，進入步驟604。步驟603 :向所述發電機組發送減小輸出功率的指令。步驟604 :判斷是否存在從所述公用電網流向所述公共連接點的正向功率；如果是，進入步驟605。如果存在從所述公用電網流向所述公共連接點的正向功率，證明所述發電機組的輸出功率不能滿足本地負荷的消耗要求，需要通過相應的功率調度指令控制所述發電機組增大輸出功率。在步驟604的判斷結果為否的情況下，不做任何操作。步驟605 :向所述發電機組發送增大輸出功率的指令。本實施例中，所述方法利用現有系統中已有的裝置和線路，包括雙向能量計量裝置、監控計算機和通信網絡來實現逆向功率的保護功能，不需要再專門配置逆功率保護裝置，降低了系統成本。同時在出現逆功率的情況下，通過減小發電機組的輸出功率來消除逆功率，在不斷開任何一個發電機組的前提下實現了逆功率保護，提高了分布式能源的利用率。在發電機組的輸出功率不能滿足本地負荷消耗時，本方法還可以通過功率調度指令控制分布式發電系統增大輸出功率。上述本發明公開的實施例中詳細描述了方法，對于本發明的方法可采用多種形式的裝置實現，因此本發明還公開了一種裝置，下面給出具體的實施例進行詳細說明。實施例三 圖7為本發明實施例公開的分布式發電系統結構示意圖，參見圖7所示，所述分布式發電系統70可以包括雙向能量計量裝置701，用于檢測從公共連接點流向公用電網的逆向功率值。監控計算機702，用于接收雙向能量計量裝置檢測到的所述逆向功率值，并判斷所述逆向功率值是否大于預設的逆向功率標準值；并在上述判斷結果為是時，向發電機組發送減小輸出功率的指令。發電機組703，用于接收所述監控計算機發送的減小輸出功率的指令，并根據所述減小輸出功率的指令減小輸出功率。所述監控計算機702的一個示意性結構可以參見圖8，圖8為圖7所示實施例中監控計算機結構示意圖，如圖8所示，所述監控計算機702可以包括數據接收接口 801，用于接收雙向能量計量裝置檢測到的從公共連接點流向公用電網的逆向功率值。逆向功率判斷電路802，用于判斷所述逆向功率值是否大于預設的逆向功率標準值。功率減小計算電路803，用于計算功率減小值。其中，所述功率減小計算電路804又可以包括理論減小值計算電路和實際減小值計算電路，所述理論減小值計算電路用于將所述逆向功率值減去所述預設的逆向功率標準值，得到理論功率減小值；所述實際減小值計算電路用于將所述理論功率減小值減去預設的緩沖值，得到所述功率減小值。指令發送接口 804，用于向所述分布式發電系統發送攜帶有所述功率減小值的減小輸出功率的指令。圖9為圖7所示實施例中另一種監控計算機結構示意圖，參照圖9所示,所述監控計算機90可以包括數據接收接口 801，用于接收雙向能量計量裝置檢測到的從公共連接點流向公用電網的逆向功率值。逆向功率判斷電路802，用于判斷所述逆向功率值是否大于預設的逆向功率標準值。功率減小計算電路803，用于計算功率減小值。 指令發送接口 804，用于向所述分布式發電系統發送攜帶有所述功率減小值的減小輸出功率的指令。 正向功率判斷電路901，用于在所述逆向功率值小于或等于所述預設的逆向功率標準值時，判斷是否存在從所述公用電網流向所述公共連接點的正向功率。本實施例中，所述分布式發電系統利用現有系統中已有的裝置和線路，包括雙向能量計量裝置、監控計算機和通信網絡來實現逆向功率的保護功能，不需要再專門配置逆功率保護裝置，降低了系統成本。同時在出現逆功率的情況下，通過減小發電機組的輸出功率來消除逆功率，在不斷開任何一個發電機組的前提下實現了逆功率保護，提高了分布式能源的利用率。在發電機組的輸出功率不能滿足本地負荷消耗時，本系統還可以通過功率調度指令控制發電機組增大輸出功率。本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實施例公開的裝置而言，由于其與實施例公開的方法相對應，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法部分說明即可。還需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。結合本文中所公開的實施例描述的方法或算法的步驟可以直接用硬件、處理器執行的軟件模塊，或者二者的結合來實施。軟件模塊可以置于隨機存儲器(RAM)、內存、只讀存儲器(ROM)、電可編程ROM、電可擦除可編程ROM、寄存器、硬盤、可移動磁盤、CD-ROM、或技術領域內所公知的任意其它形式的存儲介質中。對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權利要求
1.一種逆功率保護方法，其特征在于，包括 監控計算機接收雙向能量計量裝置檢測到的從公共連接點流向公用電網的逆向功率值； 判斷所述逆向功率值是否大于預設的逆向功率標準值； 如果是，向發電機組發送減小輸出功率的指令，以使所述發電機組按照所述減小輸出功率的指令減小輸出功率。
2.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，所述向發電機組發送減小輸出功率的指令，包括 計算功率減小值； 向所述發電機組發送攜帯有所述功率減小值的減小輸出功率的指令。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述計算功率減小值，包括 將所述逆向功率值減去所述預設的逆向功率標準值，得到理論功率減小值； 將所述理論功率加上值減去預設的緩沖值，得到所述功率減小值。
4.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，還包括 在所述逆向功率值小于或等于所述預設的逆向功率標準值時，判斷是否存在從所述公用電網流向所述公共連接點的正向功率； 若是，向所述發電機組發送增大輸出功率的指令，以使所述發電機組根據所述增大輸出功率的指令增大輸出功率。
5.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，所述預設的逆向功率標準值為國家標準規定的允許逆向功率值。
6.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，所述分布式發電系統為分布式的風カ發電系統、生物質能發電系統和光伏發電系統中的ー種或多種。
7.—種分布式發電系統,其特征在于,包括 雙向能量計量裝置，用于檢測從公共連接點流向公用電網的逆向功率值； 監控計算機，用于接收雙向能量計量裝置檢測到的所述逆向功率值，并判斷所述逆向功率值是否大于預設的逆向功率標準值；并在上述判斷結果為是時，向發電機組發送減小輸出功率的指令； 發電機組，用于接收所述監控計算機發送的減小輸出功率的指令，井根據所述減小輸出功率的指令減小輸出功率。
8.根據權利要求7所述的系統，其特征在于，所述監控計算機包括 功率減小計算電路，用于計算功率減小值； 指令發送接ロ，用于向所述分布式發電系統發送攜帯有所述功率減小值的減小輸出功率的指令。
9.根據權利要求8所述系統，其特征在于，所述功率減小計算電路包括 理論減小值計算電路，用于將所述逆向功率值減去所述預設的逆向功率標準值，得到理論功率減小值； 實際減小值計算電路，用于將所述理論功率減小值減去預設的緩沖值，得到所述功率減小值。
10.根據權利要求7所述的系統，其特征在于，所述監控計算機還包括正向功率判斷電路，用于在所述逆向功率值小于或等于所述預設的逆向功率標準值時，判斷是否存在從所述公用電網流向所述公共連接點的正向功率； 則所述指令發送接ロ還用干，向所述分布式發電系統發送增大輸出功率的指令，以使的所述分布式發電系統增大輸出功率。
全文摘要
本發明公開了一種逆功率保護方法及分布式發電系統，所述方法利用現有技術中分布式發電系統中原有的雙向能量計量模塊、監控計算機，監控計算機首先接收雙向能量計量裝置檢測到的從公共連接點流向公用電網的逆向功率值，并判斷所述逆向功率值是否大于預設的逆向功率標準值，如果是，監控計算機向發電機組發送減小輸出功率的指令，以使所述發電機組減小輸出功率。通過本發明實施例公開的逆功率保護方法及分布式發電系統，利用系統原有的裝置，不需要再專門配置逆功率保護裝置，降低了系統成本。同時在出現逆功率的情況下，在不斷開任何一個發電機組的前提下實現了逆功率保護，提高了分布式能源的利用率。
文檔編號H02J3/38GK102868175SQ20121033653
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月12日 優先權日2012年9月12日
發明者李建泉, 吳小云, 管仁德 申請人:南車株洲電力機車研究所有限公司