什么是防孤岛保护装置?防孤岛保护装置作用及原理介绍

杭州继保-何 2023-06-25 10:15:30

防孤岛保护装置介绍

       防孤岛保护装置是基于智能电网中分布式电源(光伏发电、水电等)的孤岛现象,结合微机保护技术,实现了对微网的保护和控制,为孤岛现象的防范提供了有效解决方案。孤岛是指电压不稳定且无功功率不足或电网发生失电情况而产生的孤岛现象。孤岛一旦发生将会造成对电力系统的严重危害,对设备安全造成极大影响。防孤岛保护装置在电网侧或者光伏本侧任一侧失电的时候,都会迅速向并网断路器发出跳闸信号,让断路器分闸,保护光伏两侧检修人员的生命安全。

防孤岛保护装置实拍图 

防孤岛保护装置的作用

       1、当电网侧失电的时候,需要维修人员去检修,这时光伏本侧还处于正常发电状态,会持续向电网输电,而防孤岛保护装置会向并网开关发出命令,让其跳闸,保护光伏两侧维修人员的生命安全。
       2、当光伏本侧或者电网侧任何一侧出现频率、电压或者过载运行时防孤岛保护装置也会迅速向并网开关发出命令,让其跳闸,保护两侧主设备不受伤害,避免发生事故。
       3、当故障解除后,光伏两侧都处于正常状态。这时防孤岛保护装置就会检测到相关信号,自动合上并网开关,让其正常工作,省去了人工并网的繁琐。做到光伏电站的智能化无人值守

防孤岛保护装置必要性

       虽然并网光伏逆变器都具备孤岛保护功能,但是根据实际情况和当地的具体要求,一般情况下大中型光伏电站在并网点会安装孤岛保护装置;而对于分布式光伏电站来讲,由于安装容量比较小,而且低压并网,也为了保证电网的安全,根据当地的要求,一般也会有防孤岛保护装置等。加装防孤岛保护装置主要是为实现防孤岛准备的二次保护,确保更加安全可靠。

防孤岛保护装置的工作原理

    (1)若测量点出现电流值过高越线(通过设置参数整定) ,则防孤岛保护装置在液晶显示上发报警信息,可通过通讯把报警信息上传。
    (2)防孤岛保护装置实时检测交流电网(AC380V,50Hz)供电回路三相电压、电流(测量点) ,判断功率流向和功率大小。如果在装置初期上电的过程中,系统侧有电压,并且大于有压定值,则装置上电自动合闸,另外,在发生低电压跳闸后,装置在没有失电的前提从下,防孤岛保护装置可以自动判断有压恢复合闸功能.
    (3)防孤岛保护装置配置了过压保护跳闸,低电保护跳闸,过高频率保护跳闸,低频率保护跳闸,瞬时逆功率判别跳闸,防止孤岛现象出现后造成对系统电网的影响和设备的损坏。 

防孤岛保护装置工作原理图 

防孤岛保护装置特点

       1.防孤岛保护装置保护电路和测量电路具有独立的采样回路,既保证了监测精度,又保证了保护的抗饱和性能。
       2.所有出口继电器都单独使用一个通道,方便保护的投入和退出。遥控分合、保护跳闸、事故信号、预告信号及其他特殊信号出口都可单独配置。
       3.自保功能强:每个断路器对应一个操作回路,紧急时可直接对开关进行操作;另外,装置具有断路器跳合闸线圈保护功能,避免因机械拒动而烧毁断路器线圈。
       4.替代性强:防孤岛保护装置功能强大,具有“四遥”功能,完全可替代常规继电器的保护,全嵌入式的数字化平台结构,大大减少了维护量。
       5.设计灵活:根据现场情况,可设计成集中组屏式,也可分散安装于开关柜。
       6.运行可靠:防孤岛保护装置具有完善的自检体系,硬件检测直到继电器跳闸出口,均采用可靠的元器件。

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什么是共识算法背景分布式系统集群设计中面临着一个不可回避的问题,一致性问题对于系统中的多个服务节点,给定一系列操作,如何试图使全局对局部处理结果达成某种程度的一致?这个一致性问题大致有如下的场景:节点之间通讯不可靠的,延迟和阻塞节点的处理可能是错误的,甚至节点自身随时可能宕机节点作恶举例说明,就比如有两家电影院同时售卖总量一定的电影票,在这样的场景下,要如何设计方式来保证两家电影院协调同步不出现超卖或者错卖的问题呢?共识算法,就是解决对某一提案(目标,投票等各种协作工作),大家达成一致意见的过程比如上述的买票问题,就可以有如下的设计:1.每次卖票打电话给其他电影院,确认当前票数2.协商售卖时间,比如一三五A卖,二四六B卖3.成立个第三方存票机构,它统一发票通过以上的设计,可以看出一个很重要的解决一致性算法的解决思路,即:将可能引发不一致的并行操作进行串行化,就是现在计算机系统里处理分布式一致性问题基础思路和唯一秘诀著名的共识设计理论FLP 不可能性原理  共识算法的理论下限提出该定理的论文是由 Fischer, Lynch 和 Patterson 三位作者于 1985 年发表,该论文后来获得了 Dijkstra(就是发明最短路径算法的那位)奖。FLP 原理认为对于允许节点失效情况下,纯粹异步系统无法确保一致性在有限时间内完成。三人三房间投票例子三个人在不同房间,进行投票(投票结果是 0 或者 1)。三个人彼此可以通过电话进行沟通,但经常会有人时不时地睡着。比如某个时候,A 投票 0,B 投票 1,C 收到了两人的投票,然后 C 睡着了。A 和 B 则永远无法在有限时间内获知最终的结果。如果可以重新投票,则类似情形每次在取得结果前发生带入到计算机领域就是说,即便在网络通信可靠情况下,一个可扩展的分布式系统的共识问题的下限是无解。即可靠性的下限是0%CAP  分布式系统领域的重要原理CAP 原理最早由 Eric Brewer 在 2000 年,ACM 组织的一个研讨会上提出猜想,后来 Lynch 等人进行了证明• C(一致性):所有的节点上的数据时刻保持同步,即数据一致• A(可用性):每个请求都能在一定时间内接受到一个响应,即低延迟• P(分区容错):当系统发生分区时仍然可以运行的定理:任何分布式系统只可同时满足二点,没法三者兼顾。即数据一致,响应及时,可分区执行不可能同时满足。举个例子:一个分布式网路上,某一个节点有一组依赖数据A,当网络无延迟,无阻塞时,依赖于X的操作可正常进行。但网络无延迟阻塞在现实世界中是没法100%保证的,那么当网络异常时,必然会产生分布式系统的分区和孤岛,那当一个执行操作在A分区之外时,如果要保证P,即当系统发生分区时仍可运行,就需要在分布式系统中多个节点有X的备份数据,以应对分区情况。则这时候就需要在C,A之间做出选择。假如选择C,即要保证数据在分布式网络中的一致性,那么就需要在X每次改动时,需要将全网节点的X数据同步刷新成最新的状态,那么在等待数据刷新完成之前,分布式系统是不可响应X的依赖操作的,即A的功能缺失假如选择A,即要突出低延迟的实时响应。那么在响应的时候,可能全节点的X数据并没有同步到最新的状态,则会导致C的缺失。上面看上去有些绕,那么你只要记住这句话,CAP原理在分布式网络系统的应用讨论,其实就是讨论在允许网络发生故障的系统中,该选择一致性还是可靠性?如果系统重视一致性,那么可以基于ACID原则做系统设计即 Atomicity(原子性)、Consistency(一致性)、Isolation(隔离性)、Durability(持久性)。ACID 原则描述了对分布式数据库的一致性需求,同时付出了可用性的代价。• Atomicity:每次操作是原子的,要么成功,要么不执行;• Consistency:数据库的状态是一致的,无中间状态;• Isolation:各种操作彼此互相不影响;• Durability:状态的改变是持久的,不会失效相应的有一个BASE原则,(Basic Availiability,Soft state,Eventually Consistency)则强调了可用性。经典的共识算法设计业内,针对节点异常的情况,会有两种分类1.故障的,不响应的节点,成为非拜占庭错误2.恶意响应的节点,称为非拜占庭错误Paxos 最早的共识算法  非拜占庭算法的代表Paxos有三种角色:• proposer:提出一个提案,等待大家批准为结案。客户端担任该角色;• acceptor:负责对提案进行投票。往往是服务端担任该角色;• learner:被告知结案结果,并与之统一,不参与投票过程。即普通节点系统运行由proposer驱动,当合法提案在一定时间内收到1/2以上投票后达成共识。 
基于TMS320F2812 光伏并网发电模拟装置PROTEL设计原理图+PCB+软件源码+WORD论文文档,硬件采用2层板设计,PROTEL99SE 设计的工程文件,包括完整的原理图和PCB文件,可以做为你的学习设计参考。 摘要:本文实现了一个基于TMS320F2812 DSP芯片的光伏并网发电模拟装置,采用直流稳压源和滑动变阻器来模拟光伏电池。通过TMS320F2812 DSP芯片ADC模块实时采样模拟电网电压的正弦参考信号、光伏电池输出电压、负载电压电流反馈信号等。经过数据处理后,用PWM模块产生实时的SPWM 波,控制MOSFET逆变全桥输出正弦波。本文用PI控制算法实现了输出信号对给定模拟电网电压的正弦参考信号的频率和相位跟踪,用恒定电压法实现了光伏电池最大功率点跟踪(MPPT),从而达到模拟并网的效果。另外本装置还实现了光伏电池输出欠压、负载过流保护功能以及光伏电池输出欠压、过流保护自恢复功能、声光报警功能、孤岛效应的检测、保护与自恢复功能。系统测试结果表明本设计完全满定设计要求。 关键词:光伏并网,MPPT,DSP Photovoltaic Grid-connected generation simulator Zhangyuxin,Tantiancheng,Xiewuyang (College of Electrical Engineering, Chongqing University) Abstract: This paper presents a photovoltaic grid-connected generation simulator which is based on TMS320F2812 DSP, with a DC voltage source and a variable resistor to simulate the characteristic of photovoltaic cells. We use the internal AD converter to real-time sampling the referenced grid voltage signal, outputting voltage of photovoltaic, feedback outputting voltage and current signal. The PWM module generates SVPWM according to the calculation of the real-time sampling data, to control the full MOSFET inverter bridge output sine wave. We realized that the output voltage of the simulator can track the frequency and phase of the referenced grid voltage with PI regulation, and the maximum photovoltaic power tracking with constant voltage regulation, thereby achieved the purpose of grid-connected simulation. Additionally, this device has the over-voltage and over-current protection, audible and visual alarm, islanding detecting and protection, and it can recover automatically. The testing shows that our design is feasible. Keywords: Photovoltaic Grid-connected,MPPT,DSP 目录 引言 1 1. 方案论证 1 1.1. 总体介绍 1 1.2. 光伏电池模拟装置 1 1.3. DC-AC逆变桥 1 1.4. MOSFET驱动电路方案 2 1.5. 逆变电路的变频控制方案 2 2. 理论分析与计算 2 2.1. SPWM产生 2 2.1.1. 规则采样法 2 2.1.2. SPWM 脉冲的计算公式 3 2.1.3. SPWM 脉冲计算公式中的参数计算 3 2.1.4. TMS320F2812 DSP控制器的事件管理单元 4 2.1.5. 软件设计方法 6 2.2. MPPT的控制方法与参数计算 7 2.3. 同频、同相的控制方法和参数计算 8 2.3.1

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