220 kV琴韻3C綠色變電站站域孤島保護(hù)實(shí)現(xiàn)方法

李育燕，薛健斌，孫玉彤，胡云花，陳 陽(yáng)

（1.國(guó)電南京自動(dòng)化股份有限公司，江蘇 南京 210032；2.廣東電網(wǎng)公司珠海供電局，廣東 珠海 519000；3.珠海電力設(shè)計(jì)院有限公司，廣東 珠海 519000；4.江蘇中智電力設(shè)計(jì)院有限公司，江蘇 南京 210009）

0 引言

珠海220 kV琴韻變電站是廣東電網(wǎng)公司第一個(gè)投產(chǎn)的3C綠色變電站，它建立在IEC61850通信技術(shù)規(guī)范基礎(chǔ)上，按3層2網(wǎng)的模式來(lái)實(shí)現(xiàn)變電站內(nèi)智能電氣設(shè)備間的信息共享和互操作性，提高設(shè)備的智能化水平，為站域保護(hù)、站域控制策略的研制開(kāi)發(fā)提供了理想的平臺(tái)。站域保護(hù)、站域控制策略的應(yīng)用能有效地解決傳統(tǒng)保護(hù)、控制固有的缺點(diǎn)，提高設(shè)備的可靠性。

220 kV琴韻變電站內(nèi)安裝的光伏發(fā)電系統(tǒng)，通過(guò)逆變電源和隔離變壓器經(jīng)站用變0.4 kV低壓系統(tǒng)并網(wǎng)發(fā)電。采用基于網(wǎng)絡(luò)和IEC61850標(biāo)準(zhǔn)（包括GOOSE機(jī)制）的站域孤島保護(hù)裝置，采集變電站區(qū)域內(nèi)與光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)相關(guān)部分的實(shí)時(shí)運(yùn)行信息，進(jìn)行集中判斷、運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)基于站級(jí)的防孤島保護(hù)功能。本文以分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)在3C綠色變電站并網(wǎng)發(fā)電為例，介紹了站域孤島保護(hù)的實(shí)現(xiàn)方法，并與傳統(tǒng)孤島保護(hù)進(jìn)行了比較分析。

1 分布式電源系統(tǒng)孤島現(xiàn)象

所謂孤島現(xiàn)象，是指分布式發(fā)電系統(tǒng)中，當(dāng)電網(wǎng)供電因事故或維修停電而跳開(kāi)時(shí)，各個(gè)用戶(hù)端的分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)（如光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等）和周?chē)呢?fù)載形成的一個(gè)主供電網(wǎng)無(wú)法掌控的自給供電孤島發(fā)供電系統(tǒng)。針對(duì)孤島的研究已有很多[1-6]。分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)處于孤島運(yùn)行狀態(tài)時(shí)會(huì)產(chǎn)生如下嚴(yán)重后果[7-8]：

a.主電網(wǎng)無(wú)法控制孤島系統(tǒng)中的電壓和頻率，如果分布式發(fā)電系統(tǒng)中的發(fā)電設(shè)備沒(méi)有電壓和頻率的調(diào)節(jié)能力，可能出現(xiàn)電壓和頻率超出允許的范圍，對(duì)用戶(hù)的設(shè)備造成損壞；

b.出現(xiàn)孤島系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，由于局部區(qū)域的電壓和頻率的變化具有不確定性，將影響電力系統(tǒng)中的重合閘及備用電源自動(dòng)投入裝置的正確動(dòng)作，可能會(huì)導(dǎo)致再次跳閘甚至損壞光伏發(fā)電系統(tǒng)和其他設(shè)備，不利于電力系統(tǒng)及時(shí)恢復(fù)區(qū)域負(fù)荷的正常供電；

c.與分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)相連的區(qū)域可能仍然帶電，可能給檢修人員造成危險(xiǎn)，降低電網(wǎng)的安全性。

可見(jiàn)，研究孤島檢測(cè)方法及保護(hù)措施，將孤島產(chǎn)生的危害降至最低具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 傳統(tǒng)的防孤島效應(yīng)保護(hù)

目前GB/T19939—2005《光伏系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)要求》中關(guān)于孤島效應(yīng)保護(hù)的配置，要求“應(yīng)設(shè)置至少一種主動(dòng)和被動(dòng)防孤島效應(yīng)保護(hù)”[9]。

a.被動(dòng)防孤島效應(yīng)保護(hù)。

被動(dòng)防孤島效應(yīng)保護(hù)就是通過(guò)檢測(cè)電網(wǎng)連接點(diǎn)處的頻率、電壓、相位跳變、電壓諧波等電氣量變化，來(lái)判斷是否與主電網(wǎng)斷開(kāi)。主要包括過(guò)/欠電壓反孤島策略、過(guò)/欠頻率反孤島策略、相位跳變反孤島策略、電壓諧波檢測(cè)反孤島策略等[6]。

過(guò)/欠電壓、過(guò)/欠頻率反孤島策略是最基本的配置，其他基于異常電壓或頻率的反孤島方案也是依靠過(guò)/欠電壓、過(guò)/欠頻率保護(hù)方案來(lái)觸發(fā)并網(wǎng)逆變器停止工作的。在多臺(tái)并網(wǎng)逆變器運(yùn)行時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生稀釋效果，不會(huì)影響電能質(zhì)量。但此反孤島策略有較大的不可檢測(cè)區(qū)，并且這種方案的動(dòng)作時(shí)間不可預(yù)測(cè)[10]。

相位跳變反孤島策略的優(yōu)點(diǎn)是容易實(shí)現(xiàn)，不會(huì)影響并網(wǎng)逆變器輸出的電能質(zhì)量；和其他被動(dòng)式方案一樣，多臺(tái)并網(wǎng)逆變器運(yùn)行時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生稀釋效果。但此反孤島策略很難選擇不會(huì)導(dǎo)致誤動(dòng)的定值，對(duì)于一些特殊負(fù)荷啟停時(shí)，如果相位跳變定值設(shè)定不合適，可能會(huì)導(dǎo)致誤動(dòng)。

電壓諧波檢測(cè)反孤島策略主要是監(jiān)視3次諧波電壓的變化，當(dāng)3次諧波電壓超過(guò)一定值后，孤島保護(hù)就會(huì)動(dòng)作。電壓諧波檢測(cè)反孤島策略能在很大范圍內(nèi)檢測(cè)孤島效應(yīng)，尤其適用于小規(guī)模分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，不會(huì)產(chǎn)生稀釋效應(yīng)。即使在功率匹配的情況下，也能檢測(cè)出孤島效應(yīng)，不會(huì)影響并網(wǎng)逆變器輸出的電能質(zhì)量；然而和相位跳變反孤島策略一樣，也存在定值選擇問(wèn)題[11]。

在被動(dòng)防孤島效應(yīng)保護(hù)中，由于相位跳變反孤島策略以及電壓諧波檢測(cè)反孤島策略定值難以確定，因此較少有廠家采用；而過(guò)/欠電壓、過(guò)/欠頻率反孤島策略則應(yīng)用較多，但這2種反孤島策略有較大的不可檢測(cè)區(qū)，在某些情況下無(wú)法檢測(cè)出孤島現(xiàn)象的出現(xiàn)，為此規(guī)程要求配置主動(dòng)防孤島保護(hù)[7-12]。

b.主動(dòng)防孤島效應(yīng)保護(hù)。

主動(dòng)防孤島效應(yīng)保護(hù)是通過(guò)控制分布式電源對(duì)系統(tǒng)施加一個(gè)外部干擾，然后監(jiān)視系統(tǒng)的響應(yīng)來(lái)判斷是否形成孤島，主要包括頻率偏離、有功功率變動(dòng)、無(wú)功功率變動(dòng)、電流脈沖注入引起阻抗變動(dòng)等[9]。有的主動(dòng)檢測(cè)還可以構(gòu)成正反饋，加快孤島的瓦解[7-12]。

頻率偏離防孤島效應(yīng)策略主要分為：主動(dòng)頻移防孤島效應(yīng)策略、基于正反饋的主動(dòng)頻移防孤島效應(yīng)策略、滑模頻率偏移法防孤島效應(yīng)策略[7]。

主動(dòng)頻移防孤島效應(yīng)策略與被動(dòng)防孤島策略相比具有較小的不可檢測(cè)區(qū)，但頻率偏移降低了輸出的電能質(zhì)量，多臺(tái)并網(wǎng)逆變器運(yùn)行時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)稀釋效應(yīng)；基于正反饋的主動(dòng)頻移防孤島效應(yīng)策略，增加了對(duì)電網(wǎng)的擾動(dòng)，具有更小的不可檢測(cè)區(qū)，但輸出電能質(zhì)量的降低更明顯；滑模頻率偏移法防孤島效應(yīng)策略在并網(wǎng)發(fā)電量大以及反饋環(huán)的增益大的情況下，可能帶來(lái)整體供電質(zhì)量下降以及暫態(tài)響應(yīng)等問(wèn)題，并且當(dāng)RLC負(fù)載的相位增加變化快于逆變器擾動(dòng)的相位變化時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致孤島檢測(cè)失敗[11]。

有功功率變動(dòng)、無(wú)功功率變動(dòng)防孤島效應(yīng)策略應(yīng)用于多臺(tái)并網(wǎng)逆變器同時(shí)運(yùn)行時(shí)，所進(jìn)行的功率擾動(dòng)必須同步進(jìn)行，否則將出現(xiàn)稀釋效應(yīng)，并且動(dòng)作值難以確定，當(dāng)電網(wǎng)不穩(wěn)定、大負(fù)荷突然投切或變電站內(nèi)VQC動(dòng)作時(shí)，可能出現(xiàn)虛假孤島判斷現(xiàn)象。

電流脈沖注入引起阻抗變動(dòng)防孤島效應(yīng)策略持續(xù)的輸入擾動(dòng)會(huì)影響電能質(zhì)量，對(duì)于弱電網(wǎng)或電網(wǎng)本身波動(dòng)較大時(shí)，很難實(shí)現(xiàn)阻抗監(jiān)測(cè)，當(dāng)有多臺(tái)并網(wǎng)逆變器運(yùn)行時(shí)，會(huì)相互干擾，可能出現(xiàn)虛假孤島判斷現(xiàn)象。

上述2種傳統(tǒng)的方法都有先天的不足，不能高效快速準(zhǔn)確地檢測(cè)到孤島的發(fā)生，因而需要尋找一種更可靠高效的方法。

3 基于網(wǎng)絡(luò)和IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的站域孤島保護(hù)

3.1 背景技術(shù)

GOOSE：IEC61850系列標(biāo)準(zhǔn)中定義了通用變電站事件 GSE（Generic Substation Event）模型，為在站域系統(tǒng)范圍內(nèi)快速可靠地輸入、輸出數(shù)據(jù)值提供了有效的手段。其中包括了面向通用對(duì)象的變電站事件GOOSE（Generic Object Oriented Substation Event），支持由數(shù)據(jù)集組織的公共數(shù)據(jù)交換，其經(jīng)表示層后直接映射至鏈路層和物理層，并且采用有優(yōu)先級(jí)和虛擬局域網(wǎng)（VLAN）標(biāo)志的交換式以太網(wǎng)技術(shù)，保證了報(bào)文傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性，解決變電站快速通信需求。

SV：IEC61850系列標(biāo)準(zhǔn)中定義為數(shù)據(jù)采樣值。SV網(wǎng)：特指?jìng)鬏敂?shù)據(jù)采樣的網(wǎng)絡(luò)。

站域孤島保護(hù)：通過(guò)對(duì)變電站內(nèi)信息的分布協(xié)同利用，并進(jìn)行集中處理判斷，實(shí)現(xiàn)站域孤島保護(hù)功能的裝置或系統(tǒng)。

過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)：本方案采用SV與GOOSE合并組網(wǎng)方式。

3.2 站域孤島保護(hù)的基本工作原理

傳統(tǒng)的孤島保護(hù)裝置基本上是通過(guò)直接采集設(shè)備安裝處的電氣信息量來(lái)判斷孤島運(yùn)行狀態(tài)的，這主要是由于裝置間無(wú)法方便地實(shí)現(xiàn)信息交換與共享。220 kV琴韻變電站是3C綠色變電站，依托站內(nèi)高速通信網(wǎng)及發(fā)布/訂閱者通信機(jī)制，能夠方便地實(shí)現(xiàn)信息共享，這就為實(shí)現(xiàn)站域孤島保護(hù)提供了條件。

本方案實(shí)現(xiàn)的前提是在光伏發(fā)電系統(tǒng)處配置站域孤島保護(hù)裝置，在變電站內(nèi)與光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)相關(guān)位置均配置對(duì)應(yīng)的保護(hù)裝置或測(cè)控裝置（詳見(jiàn)圖1）。以上裝置均完全支持IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，具有基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)（包括 GOOSE機(jī)制）的SV數(shù)字采樣網(wǎng)絡(luò)接口和GOOSE網(wǎng)絡(luò)接口，可以通過(guò)IEC 61850-9-2協(xié)議跨裝置接收來(lái)自其他設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)字信號(hào)。

站域孤島保護(hù)裝置通過(guò)GOOSE及SV網(wǎng)絡(luò)與其他保護(hù)及測(cè)控裝置通信，獲取變電站區(qū)域內(nèi)與光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)相關(guān)部分實(shí)時(shí)運(yùn)行信息，進(jìn)行集中判斷、運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)基于站級(jí)的防孤島效應(yīng)保護(hù)。

3.3 站域孤島保護(hù)的動(dòng)作行為分析

站域孤島保護(hù)裝置通過(guò)過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)及站控層網(wǎng)絡(luò)與相關(guān)保護(hù)及測(cè)控裝置連接（詳見(jiàn)圖2），構(gòu)成站域孤島效應(yīng)保護(hù)信息交換系統(tǒng)。站域孤島保護(hù)裝置通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接收與并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)相關(guān)部分實(shí)時(shí)運(yùn)行信息，并根據(jù)這些信息完成實(shí)時(shí)判斷，具體過(guò)程如下所述。

3.3.1 站域孤島保護(hù)裝置與相關(guān)智能設(shè)備的安裝位置及分工

圖2 光伏發(fā)電系統(tǒng)站域孤島保護(hù)相關(guān)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)連接示意圖Fig.2 Schematic diagram of networking connection among relative devices of station-domain islanding protection for grid-connected photovoltaic system

a.站域孤島保護(hù)裝置：安裝于光伏發(fā)電室，具有站域孤島保護(hù)及測(cè)控功能，負(fù)責(zé)采集光伏并網(wǎng)發(fā)電聯(lián)網(wǎng)出口斷路器（QF）位置、并網(wǎng)發(fā)電回路電流、斷路器發(fā)電側(cè)電壓與系統(tǒng)側(cè)電壓；經(jīng)網(wǎng)絡(luò)接收相關(guān)信息，并判斷是否出現(xiàn)孤島運(yùn)行狀態(tài)，跳開(kāi)光伏并網(wǎng)發(fā)電聯(lián)網(wǎng)出口斷路器。

b.1號(hào)、2號(hào)站用變20 kV側(cè)保護(hù)裝置：安裝于20 kV高壓配電室站用變開(kāi)關(guān)柜內(nèi)，具有站用變保護(hù)及測(cè)控功能，負(fù)責(zé)采集站用高壓側(cè)斷路器（QF1/QF2）位置、站用變回路負(fù)荷電流、20 kV母線(xiàn)電壓；經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將相關(guān)信息送至站域孤島保護(hù)裝置。

c.1號(hào)站用變0.4 kV側(cè)測(cè)控裝置：安裝于0.4 kV低壓配電室低壓柜內(nèi)，具有站用變低壓側(cè)測(cè)控功能，負(fù)責(zé)采集QF11及QF12斷路器位置、1ATS切換開(kāi)關(guān)位置、0.4 kV I段母線(xiàn)光伏發(fā)電支路Q(chēng)F24斷路器位置、0.4 kV I段母線(xiàn)電壓；經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將相關(guān)信息送至站域孤島保護(hù)裝置。

3.3.2 站域孤島保護(hù)裝置運(yùn)行方式判斷

如圖1所示，設(shè)計(jì)光伏發(fā)電容量接近0.4 kV母線(xiàn)區(qū)域負(fù)荷，且遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于20 kV母線(xiàn)區(qū)域負(fù)荷，只有出現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)帶0.4 kV母線(xiàn)區(qū)域負(fù)荷孤立運(yùn)行時(shí)，才有可能出現(xiàn)孤島效應(yīng)，如果光伏發(fā)電系統(tǒng)帶20 kV母線(xiàn)區(qū)域負(fù)荷孤立運(yùn)行時(shí)，站域孤島保護(hù)裝置內(nèi)被動(dòng)孤島保護(hù)會(huì)快速動(dòng)作，這不是本站域孤島保護(hù)應(yīng)考慮的范圍。

在220 kV琴韻變電站中光伏發(fā)電系統(tǒng)有以下2種運(yùn)行方式：運(yùn)行方式1，變電站的1號(hào)站用變帶0.4 kV I段母線(xiàn)運(yùn)行，光伏發(fā)電系統(tǒng)經(jīng)站用變低壓側(cè)0.4 kV I段母線(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電；運(yùn)行方式2，變電站的2號(hào)站用變帶0.4 kV I段母線(xiàn)運(yùn)行，光伏發(fā)電系統(tǒng)經(jīng)站用變低壓側(cè)0.4 kV I段母線(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。

站域孤島保護(hù)裝置通過(guò)GOOSE網(wǎng)絡(luò)獲取變電站內(nèi)與產(chǎn)生孤島運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)的斷路器均在合閘位置（QF1合位、QF11合位、1ATS 開(kāi)關(guān) A 位置、QF24合位、QF合位）的信息，作為站域孤島保護(hù)裝置運(yùn)行方式1準(zhǔn)備好的判據(jù)，運(yùn)行方式1準(zhǔn)備好后經(jīng)固定延時(shí)，孤島保護(hù)啟動(dòng)準(zhǔn)備工作方式1完成（該延時(shí)可整定，由使用單位確定）。

站域孤島保護(hù)裝置通過(guò)GOOSE網(wǎng)絡(luò)獲取變電站內(nèi)與產(chǎn)生孤島運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)的斷路器均在合閘位置（QF2合位、QF12合位、1ATS 開(kāi)關(guān) B 位置、QF24合位、QF合位）的信息，作為站域孤島保護(hù)裝置運(yùn)行方式2準(zhǔn)備好的判據(jù)，運(yùn)行方式2準(zhǔn)備好后經(jīng)固定延時(shí)，孤島保護(hù)啟動(dòng)準(zhǔn)備工作方式2完成（該延時(shí)可整定，由使用單位確定）。

3.3.3 站域孤島保護(hù)裝置動(dòng)作過(guò)程

站域孤島保護(hù)裝置通過(guò)GOOSE網(wǎng)絡(luò)獲取變電站內(nèi)與產(chǎn)生孤島運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)的某個(gè)斷路器由合閘位置（HWJ）變?yōu)榉珠l位置（TWJ）的信息，作為孤島運(yùn)行狀態(tài)產(chǎn)生的啟動(dòng)判據(jù)，此時(shí)站域孤島保護(hù)裝置經(jīng)延時(shí)發(fā)出跳閘控制命令，跳開(kāi)光伏發(fā)電系統(tǒng)處的斷路器，該斷路器由合閘位置變?yōu)榉珠l位置，孤島保護(hù)動(dòng)作完成。

在運(yùn)行方式1時(shí)，如果QF1斷路器由合位變?yōu)榉治?、QF11斷路器由合位變?yōu)榉治换?ATS開(kāi)關(guān)由A位置變?yōu)锽位置，且QF及QF24位置沒(méi)變化，則站域孤島保護(hù)裝置判斷孤島效應(yīng)產(chǎn)生，經(jīng)整定延時(shí)跳開(kāi)光伏發(fā)電聯(lián)網(wǎng)斷路器QF。

在運(yùn)行方式2時(shí)，如果QF2斷路器由合位變?yōu)榉治?、QF12斷路器由合位變?yōu)榉治换?ATS開(kāi)關(guān)由B位置變?yōu)锳位置，且QF及QF24位置沒(méi)變化，則站域孤島保護(hù)裝置判斷孤島效應(yīng)產(chǎn)生，經(jīng)整定延時(shí)跳開(kāi)光伏發(fā)電聯(lián)網(wǎng)斷路器QF。

3.3.4 站域孤島保護(hù)裝置的抗干擾思考

本案例站域孤島保護(hù)是由域孤島保護(hù)裝置、1號(hào)站用變20 kV側(cè)保護(hù)裝置、2號(hào)站用變20 kV側(cè)保護(hù)裝置、1號(hào)站用變0.4 kV側(cè)測(cè)控裝置、過(guò)程層（GOOSE+SV）網(wǎng)絡(luò)、站控層MMS網(wǎng)絡(luò)組成。由于站域孤島保護(hù)主要是經(jīng)網(wǎng)絡(luò)獲取相關(guān)裝置采集的與出現(xiàn)孤島運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)的位置信息，來(lái)判斷是否出現(xiàn)孤島狀態(tài)，這就需要考慮狀態(tài)采集的可靠性及網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)陌踩裕趯?shí)際應(yīng)用中本文采取了以下措施：各裝置均按雙位置來(lái)采集有關(guān)位置信息，并進(jìn)行有效性判斷，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)布的信息也要求按雙位置傳送，并附加校驗(yàn)信息；交換機(jī)的網(wǎng)絡(luò)接口及裝置的網(wǎng)絡(luò)接口均按光口配置；網(wǎng)絡(luò)采用組播方式有效控制信息流向及流量；優(yōu)先采用過(guò)程層（GOOSE+SV）網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)判斷出現(xiàn)信息異常或網(wǎng)絡(luò)異常時(shí)，站域孤島保護(hù)裝置會(huì)利用站控層MMS網(wǎng)上的信息提供輔助判斷，降低信息及通道異常帶來(lái)的影響。

由于出現(xiàn)孤島現(xiàn)象時(shí)，區(qū)域的發(fā)電功率與負(fù)荷功率接近，聯(lián)網(wǎng)支路負(fù)荷電流接近零，因此，無(wú)法用電流作為輔助判據(jù)。

3.3.5 站域孤島保護(hù)裝置的整定原則的思考

站域孤島保護(hù)主要需考慮的整定時(shí)間有：站域孤島保護(hù)功能運(yùn)行方式準(zhǔn)備時(shí)間及站域孤島保護(hù)動(dòng)作時(shí)間。

站域孤島保護(hù)裝置上電正常工作后需要先判斷運(yùn)行方式，在不同的運(yùn)行方式判斷是否出現(xiàn)孤島運(yùn)行狀態(tài)。因此，站域孤島保護(hù)功能運(yùn)行方式準(zhǔn)備時(shí)間要考慮如下2種因素。

首先要考慮與判斷運(yùn)行方式有關(guān)的位置接點(diǎn)是否均接通，若均接通則認(rèn)為孤島保護(hù)準(zhǔn)備工作已完成。因此，站域孤島保護(hù)功能運(yùn)行方式準(zhǔn)備時(shí)間從與運(yùn)行方式有關(guān)的位置接點(diǎn)均接通過(guò)后開(kāi)始計(jì)算。

另外對(duì)可能出現(xiàn)孤島運(yùn)行狀態(tài)的時(shí)間分析可知，當(dāng)光伏發(fā)電系統(tǒng)或風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)投入?yún)^(qū)域電網(wǎng)時(shí)，可能恰逢出現(xiàn)或即將出現(xiàn)孤島運(yùn)行狀態(tài)的運(yùn)行方式，但此時(shí)光伏發(fā)電系統(tǒng)或風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)還沒(méi)有進(jìn)入發(fā)電程序，不用考慮是否會(huì)出現(xiàn)孤島效應(yīng)。因此，站域孤島保護(hù)功能運(yùn)行方式準(zhǔn)備時(shí)間還應(yīng)按小于光伏發(fā)電系統(tǒng)或風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)啟動(dòng)并開(kāi)始進(jìn)入發(fā)電的延時(shí)。

對(duì)可能出現(xiàn)孤島運(yùn)行原因分析可知，上級(jí)電力系統(tǒng)失壓并可能出現(xiàn)線(xiàn)路重合閘動(dòng)作或20 kV備自投動(dòng)作情況；本地站用變20 kV開(kāi)關(guān)或0.4 kV開(kāi)關(guān)跳開(kāi)，并可能出現(xiàn)0.4 kV側(cè)1ATS開(kāi)關(guān)自動(dòng)切換系統(tǒng)動(dòng)作；1ATS開(kāi)關(guān)由A位置經(jīng)“停止”位置人為切換到B位置。為防止孤島運(yùn)行時(shí)發(fā)生非同期合閘現(xiàn)象，必須提前停止發(fā)電，因此，域孤島保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間T需整定如下：T＜線(xiàn)路重合閘整組動(dòng)作時(shí)間-發(fā)電機(jī)出口開(kāi)關(guān)固有跳閘時(shí)間-Δt（建議取300～500 ms）；T＜備自投整組動(dòng)作時(shí)間-發(fā)電機(jī)出口開(kāi)關(guān)固有跳閘時(shí)間 -Δt（建議取 300～500 ms）；T＜1ATS 開(kāi)關(guān)切換時(shí)間-發(fā)電機(jī)出口開(kāi)關(guān)固有跳閘時(shí)間-Δt（建議取300～500 ms）。域孤島保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間取以上計(jì)算結(jié)果的最小值。

4 站域孤島保護(hù)的評(píng)價(jià)

站域孤島保護(hù)裝置與其他相關(guān)裝置配合，通過(guò)過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)交互實(shí)時(shí)信息，根據(jù)全站相關(guān)信息來(lái)進(jìn)行判斷，而不是采用局部信息進(jìn)行判據(jù)，實(shí)現(xiàn)站域孤島保護(hù)功能。所有的保護(hù)判斷功能，都由一臺(tái)裝置全部實(shí)現(xiàn)。裝置實(shí)現(xiàn)方法直接，判據(jù)完善，充分考慮各種運(yùn)行方式及網(wǎng)絡(luò)故障或通信中斷的情況（即如圖2所示，當(dāng)過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)故障或通信中斷時(shí)，該系統(tǒng)會(huì)切換到站控層網(wǎng)絡(luò)交換信息，保證站域孤島保護(hù)裝置的正常工作，同時(shí)發(fā)出告警信號(hào)），具有較高的準(zhǔn)確性和可靠性。

站域孤島保護(hù)裝置不影響電網(wǎng)的電能質(zhì)量，可與其他主動(dòng)及被動(dòng)孤島保護(hù)配合使用，沒(méi)有死區(qū)。

擁有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能和通信能力。從硬件上配有多個(gè)獨(dú)立的以太網(wǎng)接口。支持電力行業(yè)通信標(biāo)準(zhǔn)DL/T667—1999（IEC60870-5-103）和新一代變電站通信標(biāo)準(zhǔn)IEC61850，能與故障錄波系統(tǒng)、保護(hù)分析系統(tǒng)、監(jiān)控及自動(dòng)化系統(tǒng)配合使用，實(shí)現(xiàn)全站測(cè)控。

擁有全站同步采樣和SOE上送能力。裝置對(duì)時(shí)接口可支持多種GPS對(duì)時(shí)方式，包括接點(diǎn)對(duì)時(shí)、485對(duì)時(shí)，支持IRGB碼對(duì)時(shí)。

站域孤島保護(hù)裝置適用于風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電等分布式電源的孤島保護(hù)。

5 結(jié)語(yǔ)

基于網(wǎng)絡(luò)和IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的站域或廣域保護(hù)控制、裝置或系統(tǒng)是今后電力系統(tǒng)發(fā)展的方向。新技術(shù)的使用，為各種保護(hù)、控制判別提供了新的方法和改進(jìn)空間，在今后的應(yīng)用中必將有廣闊的前景。