付小平，洪騁懷，王周虹，黃鎮(zhèn)

（國網(wǎng)浙江臺(tái)州供電公司，浙江臺(tái)州，318000）

0 引言

在電網(wǎng)停電檢修時(shí)，為了防止分布式光伏客戶向電網(wǎng)側(cè)反送電，堅(jiān)決杜絕分布式光伏客戶孤島運(yùn)行，要求在并網(wǎng)點(diǎn)必須安裝反孤島控制器，目前的反孤島控制器主要為欠壓保護(hù)器，欠壓保護(hù)器能夠在電網(wǎng)停電檢修或故障失壓時(shí)自動(dòng)斷開分布式光伏客戶與電網(wǎng)的連接，達(dá)到反孤島的目的。為了確認(rèn)反孤島控制器可靠動(dòng)作，需要有人在電網(wǎng)停電檢修或故障失壓時(shí)快速到現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)，以確保分布式電源確已從電網(wǎng)斷開，這樣費(fèi)事費(fèi)力，而且容易形成反送電的安全隱患【1】。

1 一鍵反孤島控制器原理

本控制器由4部分技術(shù)組成：

（1）電網(wǎng)側(cè)主線開關(guān)、分布式電源并網(wǎng)開關(guān)的分合位置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)

結(jié)合現(xiàn)有的配電自動(dòng)化系統(tǒng)，研制并加裝開關(guān)位置遠(yuǎn)程檢測(cè)模塊，實(shí)現(xiàn)配電室電壓總開關(guān)、高壓柜開關(guān)、T接點(diǎn)開關(guān)（環(huán)網(wǎng)柜、柱上開關(guān)）、變電站10kV出線開關(guān)位置的檢測(cè)【2】。

通過電壓互感器采集開關(guān)狀態(tài)信息，通過降壓AD轉(zhuǎn)換等手段轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，數(shù)據(jù)處理單元通過對(duì)數(shù)字量的分析，經(jīng)過數(shù)據(jù)傳輸裝置發(fā)送故障停電信息。

（2）基于“現(xiàn)場(chǎng)開關(guān)位置+SCADA系統(tǒng)”的分布式電源孤島精確判斷技術(shù)

帶通信功能的開關(guān)由SCADA系統(tǒng)提供，非通信功能的開關(guān)加裝自己研制的開關(guān)位置監(jiān)測(cè)模塊，同時(shí)在母排加裝電壓監(jiān)測(cè)裝置，三者結(jié)合，判斷電網(wǎng)是不是已經(jīng)與配電室脫離，是不是已經(jīng)形成分布式電網(wǎng)孤島【3】。

（3）基于無線通信的“一鍵反孤島控制器”

當(dāng)判斷孤島形成，通過“一鍵反孤島控制器”，遠(yuǎn)程給信號(hào)接收器下分閘命令，阻止孤島。

下圖是精準(zhǔn)切負(fù)荷業(yè)務(wù)通道的示意圖，從左往右看，精準(zhǔn)切負(fù)荷業(yè)務(wù)通道可分為6個(gè)部分，分別為用戶側(cè)設(shè)備、用戶側(cè)線纜、光電轉(zhuǎn)換器、通信傳輸通道、主站側(cè)線纜、主站側(cè)設(shè)備，如圖1所示。

圖1 精準(zhǔn)切負(fù)荷業(yè)務(wù)通道

（4）信號(hào)接收器及其強(qiáng)制分并網(wǎng)點(diǎn)斷路器的技術(shù)

信號(hào)接收器，接收來自“一鍵反孤島控制器”的分閘命令，給并網(wǎng)點(diǎn)斷路器下分閘命令，并反饋分閘結(jié)果，一條命令分開一個(gè)臺(tái)區(qū)的全部分布式電源的斷路器【4】，如圖2所示。

圖2 一鍵反孤島控制器工作原理圖

對(duì)信號(hào)接收器的數(shù)據(jù)讀取成功率進(jìn)行分析，并采用正交試驗(yàn)法確認(rèn)響應(yīng)時(shí)間、數(shù)據(jù)訪問量（最大允許，非變量）、訪問間隔時(shí)間、接口并發(fā)鏈接的最佳值。

試驗(yàn)因素：A響應(yīng)時(shí)間，B訪問間隔時(shí)間，C數(shù)據(jù)訪問量，D接口并發(fā)連接數(shù)。

選用正交表 ：選用 L9（34）正交表，共做9次試驗(yàn)，每個(gè)因素可選3個(gè)位級(jí)。

試驗(yàn)方法：模擬對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作比對(duì)。

換因素、選位級(jí)，制定因素位級(jí)表，見表1。

表1 因素位級(jí)表

2 300 400 20 3 3 500 500 24 5

試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 試驗(yàn)方案及試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果繪制出效應(yīng)曲線圖，如圖3所示。

圖3 效應(yīng)曲線圖

（1）直接看：6號(hào)試驗(yàn)最好，結(jié)果為99.9%.因索值為A2B3C1D2。

（2）算一算：從位級(jí)之和看出最好的因素是：A2B3C1D2，從級(jí)差的大小看出因索重要程度的次序B→C→D→A。

（3）綜合評(píng)定： “直接看”與“算一算”結(jié)果一致，最優(yōu)試驗(yàn)結(jié)果是A2B3C1D2，即響應(yīng)時(shí)間A=300（ms）；訪問間隔時(shí)間B=500（ms）；數(shù)據(jù)訪問量 C=16（條）；接口并發(fā)連接數(shù) D=3（條）。

2 應(yīng)用效果

2.1 有效性和安全性驗(yàn)證

制作該控制器，并在單電源或雙電源雙變配電室進(jìn)行安裝試驗(yàn)，測(cè)試出分布式電源容量占比變壓器不同容量時(shí)的反孤島保證功能，驗(yàn)證綜合一鍵反孤島控制器的有效性和安全性。

圖4 一鍵反孤島控制器實(shí)物

統(tǒng)計(jì)2021年5月12日至8月30日，4條10kV線路故障停電時(shí)，一鍵反孤島控制器的動(dòng)作情況，如表1所示。

表1 一鍵反孤島控制器動(dòng)作情況統(tǒng)計(jì)表

4 10kV博贍線 16.80% 78個(gè) 100%

2.2 社會(huì)效益

本文研制的控制器可以監(jiān)測(cè)變電站10kV出線開關(guān)的分合閘狀態(tài)，和聯(lián)絡(luò)開關(guān)的分合閘狀態(tài)，若兩者都是斷開的，則調(diào)度員再調(diào)度系統(tǒng)中核對(duì)之后，按下一鍵反孤島控制器，就可以給該線路的所有并網(wǎng)開關(guān)發(fā)出無線跳閘命令，強(qiáng)制跳閘。故障消除后，再一鍵合上所有并網(wǎng)開關(guān)，省去人工去現(xiàn)場(chǎng)操作。

3 結(jié)語

本文當(dāng)10kV線路無電時(shí)，如果并網(wǎng)點(diǎn)沒有跳開，形成孤島運(yùn)行，則分布式電源向10kV線路反送電時(shí)，通過監(jiān)測(cè)并網(wǎng)開關(guān)位置，并發(fā)送分閘命令，保證100%不形成孤島。具有3個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)：（1）提出基于遠(yuǎn)程法的反孤島控制策略，實(shí)現(xiàn)低壓臺(tái)區(qū)100%的反孤島功能；（2）提出基于“現(xiàn)場(chǎng)開關(guān)位置+SCADA系統(tǒng)”的分布式電源孤島精確判斷技術(shù)；（3）基于狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)供電正常后自動(dòng)恢復(fù)發(fā)電功能。