2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、<p>  發(fā)明專利|一種微電網(wǎng)中線路及設備的繼電保護的保護方法</p><p>  本發(fā)明為一種微電網(wǎng)中線路及設備的繼電保護的保護方法,屬于電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及繼電保護裝置中實現(xiàn)線路或者設備的保護的一種控制方法。該方法應用于一種微電網(wǎng)繼電保護裝置,其中保護方法為:首先將采集到數(shù)據(jù)與設定的閾值進行比較;然后,控制器判斷比較結(jié)果,并記錄比較結(jié)果的次數(shù);最后通過判斷符合跳閘調(diào)節(jié)的比較結(jié)果的次數(shù)

2、確定是否發(fā)出跳閘信號。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的時效性,還能夠避免錯過切換信號問題的發(fā)生,并且能夠避免誤將電網(wǎng)非穩(wěn)態(tài)畸變噪聲信號判斷為切換信號問題的發(fā)生。</p><p>  申請人 國網(wǎng)山東省電力公司平度市供電公司</p><p><b>  明人 劉義</b></p><p><b>  技術(shù)領(lǐng)域

3、</b></p><p>  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)中線路及設備的繼電保護的保護方法。本案為專利申請?zhí)枮?01610784322.9一種微電網(wǎng)繼電保護裝置與保護方法的分案,申請日為2016年8月31日。</p><p><b>  背景技術(shù)</b></p><p>  微電網(wǎng)(Micro-Grid)是指由分布

4、式電源、儲能裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置、負荷、監(jiān)控和保護裝置等組成的小型發(fā)配電系統(tǒng),是一個能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護和管理的自治系統(tǒng),既可以與外部電網(wǎng)并網(wǎng)運行(連接到外部電網(wǎng)上運行),也可以孤立運行(脫離外部電網(wǎng)獨立運行)。</p><p>  微電網(wǎng)的正常運行,需要繼電保護裝置進行保駕護航。由于傳統(tǒng)繼電保護裝置不具備“ 并網(wǎng)運行模式-孤立運行模式”的轉(zhuǎn)換功能,因此傳統(tǒng)繼電保護裝置還不能適應微電網(wǎng)的上述雙網(wǎng)切換方式;此外,微

5、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,如果不能及時斷開相應回路,則對于微電網(wǎng)的安全生產(chǎn)將具有較大危害,由于傳統(tǒng)繼電保護裝置都是針對10KV及以上電壓的大電網(wǎng)線路應用而設計的,在時效上難以滿足400V及以下微電網(wǎng)快速切除故障的保護需求。</p><p>  針對上述兩方面問題,申請?zhí)枮?01110258295.9的發(fā)明專利《微電網(wǎng)繼電保護方法與裝置》,通過檢測微電網(wǎng)與大電網(wǎng)之間

6、連接的微電網(wǎng)開關(guān)的分合閘狀態(tài),判斷微電網(wǎng)的運行狀態(tài),當微電網(wǎng)處于孤立運行狀態(tài)時,使微電網(wǎng)繼電保護裝置運行在微電網(wǎng)繼電保護狀態(tài),當微電網(wǎng)處于并網(wǎng)運行狀態(tài)時,使微電網(wǎng)繼電保護裝置進入常規(guī)繼電保護模式。該發(fā)明適用于微電網(wǎng)在“ 并網(wǎng)運行模式-孤立運行模式”之間切換,針對微電網(wǎng)孤立運行時短路電流較并網(wǎng)時小、但增長更為急劇的特點,采用包含圖變量啟動和兩點計算過程的故障電流算法,可以將整個出口時間控制在3ms左右,實現(xiàn)10ms內(nèi)跳閘的出口時間,提高了

7、快速速斷保護的時效性;然而,這種方法沒有考慮到以下兩個問題:</p><p>  第一、采樣的過程有可能錯過切換信號;</p><p>  第二、這種方式可能會誤將電網(wǎng)非穩(wěn)態(tài)畸變噪聲信號判斷為切換信號。</p><p>  以上兩個問題,還沒有查閱到相關(guān)資料能夠進行很好地解決。</p><p><b>  發(fā)明內(nèi)容</b>

8、;</p><p>  為了解決以上兩個問題,本發(fā)明設計了一種微電網(wǎng)繼電保護裝置與保護方法,不僅能夠在“ 并網(wǎng)運行模式-孤立運行模式”之間切換,而且同樣具有快速速斷保護的時效性,更重要的是,同申請?zhí)枮?01110258295.9的發(fā)明專利相比,不僅能夠避免錯過切換信號問題的發(fā)生,而且能夠避免誤將電網(wǎng)非穩(wěn)態(tài)畸變噪聲信號判斷為切換信號問題的發(fā)生。</p><p>  本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:

9、</p><p>  一種微電網(wǎng)繼電保護裝置,包括2n路信號采集判別系統(tǒng),每路信號采集判別系統(tǒng)按照電信號傳遞方向依次包括第一開關(guān),采樣電路,第二開關(guān),第一保持電路,第三開關(guān),并聯(lián)設置的第一支路和第二支路;</p><p>  所述第一支路包括第四開關(guān)和第二保持電路,第二支路包括第五開關(guān)和第三保持電路,減法運算電路,絕對值運算電路,電壓比較電路、第六開關(guān)和控制器,所述控制器用于控制第一開關(guān)、

10、第二開關(guān)、第三開關(guān)、第四開關(guān)、第五開關(guān)和第六開關(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;</p><p>  所述第一開關(guān)包括閉合和斷開兩種工作狀態(tài),閉合時間為20/2nms;</p><p>  所述采樣電路包括運算放大器U1,運算放大器U1的同相輸入端與第一開關(guān)連接,反相輸入端與輸出端直接連接;</p><p>  所述第二開關(guān)包括閉合和接地兩

11、種工作狀態(tài),閉合時間不小于20/2nms,且覆蓋第一開關(guān)閉合時間;</p><p>  所述第一保持電路包括運算放大器U2,運算放大器U2的同相輸入端與第一開關(guān)連接,并通過電容C2接地,反相輸入端與輸出端直接連接;</p><p>  所述第五開關(guān)包括閉合和接地兩種工作狀態(tài);</p><p>  所述第三保持電路包括運算放大器U4,運算放大器U4的同相輸入端與第三開

12、關(guān)連接,并通過電容C4接地,反相輸入端與輸出端直接連接;</p><p>  所述減法運算電路包括運算放大器U5,運算放大器U5的同相輸入端通過阻值為r1的電阻R53連接運算放大器U4的輸出端,通過阻值為r1的電阻R54接地,運算放大器U5的反相輸入端通過阻值為r1的電阻R51連接運算放大器U3的輸出端,通過阻值為r1的電阻R52連接運算放大器U5的輸出端;</p><p>  所述絕對值

13、電路包括運算放大器U6和運算放大器U7,運算放大器U6的反相輸入端通過阻值為r2的電阻R61連接運算放大器U5的輸出端,通過阻值為r2的電阻R62連接絕對值電路的輸出端,通過二極管VD1連接運算放大器U6的輸出端,運算放大器U6的輸出端通過二極管VD2連接絕對值電路的輸出端;運算放大器U6的同相輸入端通過電阻R63接地;運算放大器U7的同相輸入端通過阻值為r2的電阻R71連接運算放大器U5的輸出端,運算放大器U7的反相輸入端通過阻值為r

14、2的電阻R72連接絕對值電路的輸出端,通過二極管VD3連接運算放大器U7的輸出端,運算放大器U7的輸出端通過二極管VD4連接絕對值電路的輸出端;</p><p>  所述電壓比較電路包括運算放大器U8,運算放大器U8的反相輸入端設置閾值電壓,運算放大器U8的同相輸入端連接絕對值電路的輸出端,運算放大器U8的輸出端通過第六開關(guān)連接控制器;</p><p>  第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、第

15、四開關(guān)和第五開關(guān)在相鄰兩個周期內(nèi)的控制時序為:</p><p>  S1、第一開關(guān)閉合、第二開關(guān)閉合、第三開關(guān)連接第一支路、第四開關(guān)閉合、第五開關(guān)閉合、第六開關(guān)閉合;</p><p>  S2、第一開關(guān)斷開、第二開關(guān)接地、第三開關(guān)連接懸空、第四開關(guān)閉合、第五開關(guān)接地、第六開關(guān)斷開;</p><p>  S3、第一開關(guān)閉合、第二開關(guān)閉合、第三開關(guān)連接第二支路、第四開關(guān)

16、閉合、第五開關(guān)閉合、第六開關(guān)閉合;</p><p>  S4、第一開關(guān)斷開、第二開關(guān)接地、第三開關(guān)連接懸空、第四開關(guān)接地、第五開關(guān)閉合、第六開關(guān)斷開。</p><p>  上述微電網(wǎng)繼電保護裝置,還包括電流電壓轉(zhuǎn)換電路;</p><p>  所述電流電壓轉(zhuǎn)換電路包括運算放大器U9,運算放大器U9的反相輸入端通過電阻R91接地,通過電阻R92連接運算放大器U9的輸出端

17、;運算放大器U9的同相輸入端通過串聯(lián)的電阻R93和電阻R94接地,輸入電流從電阻R93和電阻R94之間流入;運算放大器U9的輸出端連接第一開關(guān)。</p><p>  上述微電網(wǎng)繼電保護裝置,在不同信號采集判別系統(tǒng)中,運算放大器U8反相輸入端設置的閾值電壓不同。</p><p><b>  所述的閾值電壓為:</b></p><p>  一種在以

18、上微電網(wǎng)繼電保護裝置上實現(xiàn)的微電網(wǎng)繼電保護方法,包括以下步驟:</p><p>  步驟S1、控制器監(jiān)測每一路信號采集判別系統(tǒng)中電壓比較電路輸出的結(jié)果,從每一個信號采集判別系統(tǒng)電壓比較電路中輸入電壓大于閾值電壓的情況開始記錄;</p><p>  步驟S2、以步驟S1開始記錄的時刻開始,在跳閘控制信號允許的延時時間范圍內(nèi),獲取一系列電壓比較電路輸出的結(jié)果;</p><p

19、>  步驟S3、判斷這一系列電壓比較電路輸出結(jié)果中,如果:</p><p>  電壓比較電路中輸入電壓大于閾值電壓的次數(shù)連續(xù)超過N1次,進入步驟S4;</p><p>  電壓比較電路中輸入電壓大于閾值電壓的次數(shù)沒有連續(xù)超過N1次,控制器不輸出跳閘控制信號;</p><p>  步驟S4、判斷這一系列電壓比較電路輸出結(jié)果中,如果:</p><

20、;p>  電壓比較電路中輸入電壓大于閾值電壓的總次數(shù)超過N2次,進入步驟S5;</p><p>  電壓比較電路中輸入電壓大于閾值電壓的總次數(shù)沒有超過N2次,控制器不輸出跳閘控制信號;</p><p>  步驟S5、控制器輸出跳閘控制信號。</p><p><b>  有益效果:</b></p><p>  第一、

21、由于本發(fā)明也具有通過采集電壓或電流信號,并與閾值相比較來輸出跳閘控制信號的功能,因此同樣具有在“ 并網(wǎng)運行模式-孤立運行模式”之間切換的功能;</p><p>  第二、由于本發(fā)明包括2n路信號采集判別系統(tǒng),對于8位控制信號,就可以實現(xiàn)256路采集,對于工頻50Hz交流電來說,只需要0 .078125ms就可以完成一次采樣,對于將36次采樣(等于申請?zhí)枮?01110258295 .9的發(fā)明專利的36次),也僅僅用

22、時2 .8125ms,略少于申請?zhí)枮?01110258295 .9的發(fā)明專利的3ms,因此同樣具有快速速斷保護的時效性,甚至效果還有所提高;</p><p>  第三、由于本發(fā)明微電網(wǎng)繼電保護裝置設置2n路信號采集判別系統(tǒng),在一路信號采集判別系統(tǒng)剛剛完成信號采集的瞬間,另一路信號采集判別系統(tǒng)可以直接接替信號采集工作,因此能夠做到連續(xù)采樣,避免錯過切換信號問題的發(fā)生;</p><p>  第

23、四、由于本發(fā)明微電網(wǎng)繼電保護方法中,增加了對電壓比較電路中輸入電壓大于閾值電壓的連續(xù)次數(shù)和總次數(shù)的監(jiān)測,并結(jié)合根據(jù)在非穩(wěn)態(tài)畸變噪聲信號干擾下,電壓比較電路中輸入電壓大于閾值電壓的連續(xù)次數(shù)和總次數(shù)很難超過閾值的特性,因此可以避免誤將電網(wǎng)非穩(wěn)態(tài)畸變噪聲信號判斷為切換信號問題的發(fā)生。</p><p><b>  發(fā)明要點簡析:</b></p><p>  1 .一種微電網(wǎng)中

24、線路及設備的繼電保護的保護方法,其特征在于:應用于一種微電網(wǎng)繼電保護裝置,所述一種微電網(wǎng)繼電保護裝置包括2n路信號采集判別系統(tǒng),每路信號采集判別系統(tǒng)按照電信號傳遞方向依次包括第一開關(guān),采樣電路,第二開關(guān),第一保持電路,第三開關(guān),并聯(lián)設置的第一支路和第二支路,所述第一支路包括第四開關(guān)和第二保持電路,第二支路包括第五開關(guān)和第三保持電路,減法運算電路,絕對值運算電路,電壓比較電路、第六開關(guān)和控制器,所述控制器用于控制第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開

25、關(guān)、第四開關(guān)、第五開關(guān)和第六開關(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;所述第一開關(guān)包括閉合和斷開兩種工作狀態(tài),閉合時間為20/2nms;所述采樣電路包括運算放大器U1,運算放大器U1的同相輸入端與第一開關(guān)連接,反相輸入端與輸出端直接連接;所述第二開關(guān)包括閉合和接地兩種工作狀態(tài),閉合時間不小于20/2nms,且覆蓋第一開關(guān)閉合時間;所述第一保持電路包括運算放大器U2,運算放大器U2的同相輸入端與第一開關(guān)連接,并通過電容

26、C2接地,反相輸入端與輸出端直接連接;所述第三開關(guān)包括連接第一支路、連接第二支路和懸空三種工作狀態(tài);所</p><p>  微電網(wǎng)中線路及設備的繼電保護的保護方法包括以下步驟:</p><p>  步驟S1、控制器監(jiān)測每一路信號采集判別系統(tǒng)中電壓比較電路輸出的結(jié)果,從每一個信號采集判別系統(tǒng)電壓比較電路中輸入電壓大于閾值電壓的情況開始記錄;</p><p>  步驟S

27、2、以步驟S1開始記錄的時刻開始,在跳閘控制信號允許的延時時間范圍內(nèi),獲取一系列電壓比較電路輸出的結(jié)果;</p><p>  步驟S3、判斷這一系列電壓比較電路輸出結(jié)果中,如果:</p><p>  電壓比較電路中輸入電壓大于閾值電壓的次數(shù)連續(xù)超過N1次,進入步驟S4;電壓比較電路中輸入電壓大于閾值電壓的次數(shù)沒有連續(xù)超過N1次,控制器不輸出跳閘控制信號;</p><p&

28、gt;  步驟S4、判斷這一系列電壓比較電路輸出結(jié)果中,如果:</p><p>  電壓比較電路中輸入電壓大于閾值電壓的總次數(shù)超過N2次,進入步驟S5;電壓比較電路中輸入電壓大于閾值電壓的總次數(shù)沒有超過N2次,控制器不輸出跳閘控制信號;</p><p>  步驟S5、控制器輸出跳閘控制信號。</p><p>  2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微電網(wǎng)繼電保護裝置,其特征在于

29、,還包括電流電壓轉(zhuǎn)換電路;</p><p>  所述電流電壓轉(zhuǎn)換電路包括運算放大器U9,運算放大器U9的反相輸入端通過電阻R91接地,通過電阻R92連接運算放大器U9的輸出端;運算放大器U9的同相輸入端通過串聯(lián)的電阻R93和電阻R94接地,輸入電流從電阻R93和電阻R94之間流入;運算放大器U9的輸出端連接第一開關(guān)。</p><p>  3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微電網(wǎng)繼電保護裝置,其特征在

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