一种将发电机组从电网解列的方法及测控设备与流程

本发明涉及电力技术领域，特别涉及一种将发电机组从电网解列的方法及测控设备。

背景技术：

目前，有些用户会选择使用发电机组自行发电，而通过自己的发电机组输出的电能一般是不能并入电网的。

但发电机组通常会借用电网的母线接入以供用户使用，也就是说发电机组也是与电网连接的，在某些情况下，发电机组还是会向电网送电。如果电网正常工作，则发电机组往电网输送少许电能不会出现太大问题，但是如果电网故障，则电网中的电源会断电，如果发电机组还向电网中送电，则可能导致电网线路上的人或动物发生触电现象。

为避免出现这种情况，现有技术中的发电机组在检测到电网出现故障时，也会停止发电。但是由于发电机组动作具有一定的迟滞性，不能做到立刻停止送电，在从确定停止到完全停止之间还需经历一段时间，在这段时间内还是会向电网输送电能，则很可能还是会造成电网线路上的人或动物发生触电现象。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种将发电机组从电网解列的方法及测控设备，用于实现在电网故障时发电机组能够较快地从电网解列。

第一方面，提供一种将发电机组从电网解列的方法，该方法包括：

测控设备检测所述电网的工作参数；所述测控设备连接在所述发电机组与所述电网之间，所述发电机组提供的电能不并入所述电网；

所述测控设备确定所述工作参数的取值是否位于预先设置的取值范围内；所述取值范围中包括的取值为在保证所述电网正常工作的情况下所允许的所述工作参数的取值；

若所述工作参数的取值没有位于所述取值范围内，则所述测控设备断开与所述发电机组之间的连接，以使得所述发电机组与所述电网解列。

可选的，所述工作参数包括所述电网的电压的位移角变化值，所述位移角是指所述电网的电压与所述发电机组的同步电动势之间的相位差；

所述测控设备确定所述工作参数的取值是否位于预先设置的取值范围内，包括：

所述测控设备确定所述位移角变化值是否小于或等于位移角变化阈值；所述位移角变化阈值为在保证所述电网正常工作的情况下所允许的所述位移角的最大变化值；其中，若所述位移角变化值小于或等于位移角变化阈值，则确定所述位移角变化值的取值位于所述取值范围内，否则，确定所述位移角变化值的取值没有位于所述取值范围内。

可选的，若所述工作参数的取值没有位于所述取值范围内，则所述测控设备断开与所述发电机组之间的连接，包括：

若连续N次检测的所述位移角变化值均大于所述位移角变化阈值，则所述测控设备断开与所述发电机组之间的连接；N为正整数。

可选的，所述工作参数包括所述电网的电压的频率变化值；

所述测控设备确定所述工作参数的取值是否位于预先设置的取值范围内，包括：

所述测控设备确定所述频率变化值是否小于或等于频率变化阈值；所述频率变化阈值为在保证所述电网正常工作的情况下所允许的所述电压的频率的最大变化值；其中，若所述频率变化值小于或等于所述频率变化阈值，则确定所述频率变化值的取值位于所述取值范围内，否则，确定所述频率变化值的取值没有位于所述取值范围内。

可选的，若所述工作参数的取值没有位于所述取值范围内，则所述测控设备断开与所述发电机组之间的连接，包括：

若连续M次检测的所述频率变化值均大于所述频率变化阈值，则所述测控设备断开与所述发电机组之间的连接；M为正整数。

可选的，所述工作参数包括所述电网的电压值；

所述测控设备确定所述工作参数的取值是否位于预先设置的取值范围内，包括：

所述测控设备确定所述电压值是否位于预先设置的电压取值范围内；所述电压取值范围为所述电网正常工作的情况下所允许的所述电压的取值范围；其中，若所述电压值位于所述电压取值范围内，则确定所述电压值的取值位于所述取值范围内，否则，确定所述电压值的取值没有位于所述取值范围内。

第二方面，提供一种测控设备，所述测控设备连接在发电机组与电网之间，所述发电机组提供的电能不并入所述电网；该测控设备包括：

检测单元，用于检测所述电网的工作参数；

确定单元，用于确定所述工作参数的取值是否位于预先设置的取值范围内；所述取值范围中包括的取值为在保证所述电网正常工作的情况下所允许的所述工作参数的取值；

执行单元，用于若所述工作参数的取值没有位于所述取值范围内，则断开与所述发电机组之间的连接，以使得所述发电机组与所述电网解列。

可选的，所述工作参数包括所述电网的电压的位移角变化值，所述位移角是指所述电网的电压与所述发电机组的同步电动势之间的相位差；

所述确定单元用于确定所述工作参数的取值是否位于预先设置的取值范围内，包括：

确定所述位移角变化值是否小于或等于位移角变化阈值；所述位移角变化阈值为在保证所述电网正常工作的情况下所允许的所述位移角的最大变化值；其中，若所述位移角变化值小于或等于位移角变化阈值，则确定所述位移角变化值的取值位于所述取值范围内，否则，确定所述位移角变化值的取值没有位于所述取值范围内。

可选的，所述执行单元用于若所述工作参数的取值没有位于所述取值范围内，则断开与所述发电机组之间的连接，包括：

若所述检测单元连续N次检测的所述位移角变化值均大于所述位移角变化阈值，则断开与所述发电机组之间的连接；N为正整数。

可选的，所述工作参数包括所述电网的电压的频率变化值；

所述确定单元用于确定所述工作参数的取值是否位于预先设置的取值范围内，包括：

确定所述频率变化值是否小于或等于频率变化阈值；所述频率变化阈值为在保证所述电网正常工作的情况下所允许的所述电压的频率的最大变化值；其中，若所述频率变化值小于或等于所述频率变化阈值，则确定所述频率变化值的取值位于所述取值范围内，否则，确定所述频率变化值的取值没有位于所述取值范围内。

可选的，所述执行单元用于若所述工作参数的取值没有位于所述取值范围内，则断开与所述发电机组之间的连接，包括：

若所述检测单元连续M次检测的所述频率变化值均大于所述频率变化阈值，则断开与所述发电机组之间的连接；M为正整数。

可选的，所述工作参数包括所述电网的电压值；

所述确定单元用于确定所述工作参数的取值是否位于预先设置的取值范围内，包括：

确定所述电压值是否位于预先设置的电压取值范围内；所述电压取值范围为所述电网正常工作的情况下所允许的所述电压的取值范围；其中，若所述电压值位于所述电压取值范围内，则确定所述电压值的取值位于所述取值范围内，否则，确定所述电压值的取值没有位于所述取值范围内。

本发明实施例中，测控设备通过检测电网的工作参数可以确定电网是否有异常，若电网异常则断开测控设备与发电机组的连接，测控设备连接在发电机组和电网之间，测控设备断开与发电机组的连接，也就使得发电机组从电网中解列。测控设备与发电机组的连接可以在瞬时断掉，一般来说可以没有迟滞现象或只有很轻微的迟滞现象，可以使得发电机组几乎在瞬间就断开与电网的连接，从而保证电网线路的安全性，避免有人因为发电机组的逆送电而造成触电。另外，如果电网线路上已经有人或动物造成了触电，发电机组与电网的快速解列也可避免因为发电机组的逆送电对触电的人或动物造成更大的伤害。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所介绍的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的将发电机组从电网解列的方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的测控设备的接线的示意图；

图3为本发明实施例提供的XN2装置的接线的示意图；

图4为本发明实施例提供的电网工作正常时发电机组的同步电动势与电网的电压的矢量示意图；

图5为本发明实施例提供的电网出现故障时发电机组的同步电动势与电网的电压的矢量示意图；

图6为本发明实施例提供的电网的电压的频率随时间变化的示意图；

图7为本发明实施例提供的测控设备的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明实施例保护的范围。

请参见图1，本发明实施例提供一种将发电机组从电网解列的方法，该方法可以通过测控设备来执行。

步骤101：测控设备检测电网的工作参数；

步骤102：测控设备确定工作参数的取值是否位于预先设置的取值范围内；取值范围中包括的取值为在保证电网正常工作的情况下所允许的作参数的取值；

步骤103：若工作参数的取值没有位于取值范围内，则测控设备断开与发电机组之间的连接，以使得发电机组与电网解列。

请参见图2，测控设备20可以安装在发电机组与电网之间，并与发电机组和电网分别连接，当电网工作异常时，测控设备20可以断开测控设备20与发电机组的连接，以使发电机组与电网断开连接，即发电机组与电网解列，当然，当电网工作异常时，测控设备20也可以断开测控设备20与电网的连接以使发电机组与电网解列。

可能的实施方式中，测控设备20可以是XN2装置，下文以此为例。

请参见图3，XN2装置安装在发电机组与电网之间，XN2装置的L1、L2、L3这三个连接点分别与电网的三相连接，在本发明实施例中可以认为L1连接点、L2连接点和L3连接点与电网始终连通。XN2装置的12连接点、11连接点和13连接点构成单刀双掷开关，且12连接点和11连接点与发电机组连接。在电网工作正常的情况下，12连接点与11连接点是闭合的，发电机组跟电网可以通过XN2装置连通；在电网工作异常的情况下，XN2装置控制12连接点与11连接点断开，以及控制11连接点与13连接点闭合，使得发电机组与测控装备10断开连接，即使得发电机组与电网解列。

本发明实施例中，该XN2装置内部可以设置电源组件，该XN2装置可通过该电源组件来实现供电，或者该XN2装置也可以通过外接辅助电源为XN2装置供电，图3以此为例。辅助电源可以输出交流电，也可以输出直流电。其中，当辅助电源为直流电源，且输出电压的范围为[19，55]V时，辅助电源通过A1端口和A2端口与XN2装置连接；当辅助电源为直流电源，且输出电压的范围为[50，750]V时，辅助电源通过A1端口和A3端口与XN2装置连接，且A2端口需短接到A3接口；当辅助电源为交流电源，且输出电压的范围为[36，520]V，频率为[35，78]Hz时，辅助电源通过A1端口和A3端口与XN2装置连接。

具体的，本发明实施例中，XN2装置的操作面板与显示面板设置在XN2装置的前端，通过操作面板与显示面板即可对XN2装置的工作参数进行调整，更加方便。并且XN2装置安装方便，不需要将电网和发电机组断电，就可以将测控设备20安装在电网和发电机组之间。

本发明实施例中，测控设备20所检测的工作参数可以包括电网的位移角变化值、频率变化值、以及电压值中的至少一种，当然，除了这几种工作参数之外，测控设备20也可以检测电网的其他工作参数，本发明实施例对此不做限制。下面分别以工作参数是位移角变化值、频率变化值、以及电压值为例对上述方法进行阐述。

1、测控设备20检测的电网的工作参数是位移角变化值。

请参见图4，为电网工作正常时发电机组的同步电动势与电网的电压的矢量示意图。其中，Up表示发电机组的同步电动势，U₁表示电网的电压，位移角是指Up与U₁之间的相位差。在电网工作正常时，位移角一般是恒定不变的。

请参见图5，为电网出现故障时发电机组的同步电动势与电网的电压的矢量示意图。其中，Up’表示电网故障后发电机组的同步电动势，U₁’表示电网故障后的电网的电压。当电网出现故障时，发电机组的同步电动势不发生改变，但电网的电压的大小和方向会发生改变，因此位移角也随之而改变，位移角变化值即是电网故障前后位移角的差值。因此，若确定位移角变化值没有位于预先设置的取值范围内，即可判定电网发生故障。

在本发明实施例中，对于位移角变化值来说，预先设置的取值范围可以是[0，位移角变化阈值]。测控设备20可以检测电网的电压的位移角变化值，若位移角变化值大于位移角变化阈值，则测控设备20认为电网此时的位移角变化值没有位于预先设置的取值范围内，则测控设备20断开测控设备20与发电机组之间的连接，这样就使得发电机组与电网断开了连接。测控设备20在断开时可能没有迟滞，或迟滞较小，可以认为是立即断开，相当于发电机组也就是立即断开了与电网之间的连接，实现了迅速解列，从而避免有人因为发电机组的逆送电而造成触电。另外，如果电网线路上已经有人或动物造成了触电，发电机组与电网的快速解列也可避免因为发电机组的逆送电对触电的人或动物造成更大的伤害。

其中，为了使得检测结果更为准确可靠，避免误动作，测控设备20可以在连续N次检测的位移角变化值均大于位移角变化阈值时，才将测控设备20与发电机组断开连接，以使发电机组与电网解列。其中，N的取值可以根据经验设置，例如可以设置为4，当然，也可以设置为其他数值。若测控设备20需要多次检测电网的位移角变化值，那么测控设备20可以周期性地进行检测，这里的周期可以是测控设备20自行设定的周期，或者可以是电网电压变化的周期，即一个周期就是电网的电压连续两次从相同的方向过零的时间差。

具体的，位移角变化阈值可以在[1°，22°]的范围内选择，该范围内的角度值是根据计算或经验所得。

另外，在选择位移角变化阈值的取值时，要根据当前的环境而定。例如，医院的用电不允许电压波动过大，要求很严格，可以将位移角变化阈值设置的比较小，例如设置为1°；工业用电的要求则相对比较轻松，则可以将位移角变化阈值设置的比较大，例如设置为22°。根据不同环境选择，可以适应不同环境的要求，既保证安全，又尽量保证不干扰用户正常的用电。

2、测控设备20检测的电网的工作参数是频率变化值。

请参见图6，为电网的电压的频率随时间变化的示意图。其中，坐标原点为电网发生故障的时刻，在电网发生故障之前，也就是横坐标的负轴部分，电网的频率一般是保持恒定的；在电网突然发生故障之后，也就是横坐标的正轴部分，频率发生了很大的变化。因此，若确定频率变化值没有位于预先设置的取值范围内，即可判定电网发生故障。

在本发明实施例中，对于频率变化值来说，预先设置的取值范围可以是[0，频率变化阈值]。测控设备20可以检测电网的电压的频率变化值，若频率变化值大于频率变化阈值，则测控设备20认为电网此时的频率变化值没有位于预先设置的取值范围内，则测控设备20断开测控设备20与发电机组之间的连接，这样就使得发电机组与电网断开了连接。从而实现了发电机组的迅速解列，避免有人因为发电机组的逆送电而造成触电。另外，如果电网线路上已经有人或动物造成了触电，发电机组与电网的快速解列也可避免因为发电机组的逆送电对触电的人或动物造成更大的伤害。

其中，，为了使得检测结果更为准确可靠，避免误动作，测控设备20可以在连续N次检测的频率变化值均大于频率变化阈值时，才将测控设备20与发电机组断开连接，以使发电机组与电网解列。其中，N的取值可以根据经验设置，例如可以设置为4或者8，当然，也可以设置为其他数值。若测控设备20需要多次检测电网的频率变化值，那么测控设备20可以周期性地进行检测，这里的周期可以是测控设备20自行设定的周期，或者可以是电网电压变化的周期，即一个周期就是两次电网的电压连续两次从相同的方向过零的时间差。

具体的，频率变化阈值可以在[0.5Hz/s，3Hz/s]范围内选择，该范围内的数值根据计算或经验所得。

另外，在选择频率变化阈值的取值时，要根据当前的环境而定。例如，医院的用电不允许电压波动过大，要求很严格，可以将频率变化阈值设置的比较小，例如设置为0.5Hz/s；工业用电的要求则相对比较轻松，则可以将位移角变化阈值设置的比较大，例如设置为3Hz/s。根据不同环境选择，可以适应不同环境的要求，既保证安全，又尽量保证不干扰用户正常的用电。

3、测控设备20检测的电网的工作参数是电压值。

在电网工作时，如果电压超过一定的电压数值范围，将会对用户的设备或电网设备造成很大的损害；但若是电压过低时，设备会应过载烧毁造成损失。因此，电网的电压值必须保持在一定的电压取值范围内，才能使电网以及用户设备稳定工作；如果电网的电压值没有位于这个电压取值范围内，则可以认为是电网发生故障。

在本发明实施例中，测控设备20可以检测电网的电压值，若电压值没有位于预先设置的电压取值范围内，则测控设备20认为电网此时的电压值没有位于预先设置的取值范围内，则测控设备20断开测控设备20与发电机组之间的连接，这样就使得发电机组与电网断开了连接。从而实现了发电机组的迅速解列，从而避免电压过高或过低对发电机组造成的损害。

具体的，电压取值范围可以是[75％倍额定电压，125％倍额定电压]，额定电压是指发电机组的额定电压。

以上三种检测方式，测控设备20可以单独使用，或者也可以结合其中的任意几种一起使用。以测控设备20结合以上的三种检测方式一起使用为例，则，在检测的电网的电压的位移角变化值没有位于预先设置的取值范围内、电网的电压的频率变化值没有位于预先设置的取值范围内、以及在检测的电压值也没有位于预先设置的电压取值范围内的情况下，测控设备20再断开与发电机组的连接，将多种检测方式结合使用，可以使得检测结果更为准确，避免误操作。

请参见图7，基于同一发明构思，本发明一实施例提供一种测控设备，测控设备连接在发电机组与电网之间，发电机组提供的电能不并入电网；该测控设备与如前所述的实施例所提供的测控设备可以是同一设备，也就是说，该测控设备可以是测控设备20。该测控设备20包括：

检测单元201，用于检测电网的工作参数；

确定单元202，用于确定工作参数的取值是否位于预先设置的取值范围内；取值范围中包括的取值为在保证电网正常工作的情况下所允许的工作参数的取值；

执行单元203，用于若工作参数的取值没有位于取值范围内，则断开与发电机组之间的连接，以使得发电机组与所述电网解列。

可选的，工作参数包括电网的电压的位移角变化值，位移角是指电网的电压与发电机组的同步电动势之间的相位差；

确定单元202用于确定工作参数的取值是否位于预先设置的取值范围内，包括：

确定位移角变化值是否小于或等于位移角变化阈值；位移角变化阈值为在保证电网正常工作的情况下所允许的位移角的最大变化值；其中，若位移角变化值小于或等于位移角变化阈值，则确定位移角变化值的取值位于取值范围内，否则，确定位移角变化值的取值没有位于取值范围内。

可选的，执行单元203用于若工作参数的取值没有位于所述取值范围内，则断开与发电机组之间的连接，包括：

若检测单元201连续N次检测的位移角变化值均大于位移角变化阈值，则断开与发电机组之间的连接；N为正整数。

可选的，工作参数包括电网的电压的频率变化值；

确定单元202用于确定工作参数的取值是否位于预先设置的取值范围内，包括：

确定频率变化值是否小于或等于频率变化阈值；频率变化阈值为在保证电网正常工作的情况下所允许的电压的频率的最大变化值；其中，若频率变化值小于或等于频率变化阈值，则确定频率变化值的取值位于取值范围内，否则，确定频率变化值的取值没有位于取值范围内。

可选的，执行单元203用于若工作参数的取值没有位于取值范围内，则断开与发电机组之间的连接，包括：

若检测单元201连续M次检测的频率变化值均大于频率变化阈值，则断开与发电机组之间的连接；M为正整数。

可选的，工作参数包括电网的电压值；

确定单元202用于确定工作参数的取值是否位于预先设置的取值范围内，包括：

确定电压值是否位于预先设置的电压取值范围内；电压取值范围为电网正常工作的情况下所允许的电压的取值范围；其中，若电压值位于电压取值范围内，则确定电压值的取值位于取值范围内，否则，确定电压值的取值没有位于取值范围内。

由于本发明实施例提供测控设备20用于执行图1所示的实施例所提供的方法，因此对于测控设备20包括的各功能模块所能够实现的功能及一些实现过程可参考图1所示的实施例部分的描述，在此不再赘述。

本发明实施例的测控设备20通过对电网的工作参数进行检测，并确定检测的工作参数是否位于预先设置的取值范围内，当检测的工作参数没有位于预先设置的取值范围内，测控设备20将测控设备20与发电机组的连接断开，以使发电机组与电网解列，从而避免电网故障时发电机组向电网送电。同时为保证检测结果更加准确可靠，避免误动作，测控设备20在连续N次检测的工作参数均没有位于预先设置的取值范围内时，才断开测控设备20与发电机组的连接。本发明实施例的测控设备20与发电机组的连接可以在瞬时断掉，一般来说可以没有迟滞现象或只有很轻微的迟滞现象，可以使得发电机组几乎在瞬间就断开与电网的连接，从而保证电网线路的安全性，避免有人因为发电机组的逆送电而造成触电；另外，如果电网线路上已经有人或动物造成了触电，发电机组与电网的快速解列也可避免因为发电机组的逆送电对触电的人或动物造成更大的伤害。

在本发明中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

在本发明实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，或者各个单元也可以均是独立的物理模块。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备，例如可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等，或处理器(processor)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：通用串行总线闪存盘(Universal Serial Bus flash drive)、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以对本发明的技术方案进行了详细介绍，但以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明实施例的方法，不应理解为对本发明实施例的限制。本技术领域的技术人员可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明实施例的保护范围之内。