面向分布式電源的家庭能效管理系統(tǒng)功能規(guī)范主要內容

本標準規(guī)定了面向分布式電源的家庭能效管理系統(tǒng)的功能配置、業(yè)務功能和主要技術指標。

本標準適用于面向分布式電源的家庭及居民小區(qū)的能效管理系統(tǒng)的設計、研發(fā)和驗收。

本標準由中國電機工程學會提出。 本標準由中國電機工程學會電力信息化專業(yè)委員會技術歸口和解釋。 本標準起草單位：北京國電通網(wǎng)絡技術有限公司、國網(wǎng)天津市電力公司、國網(wǎng)浙江省電力公司、國網(wǎng)江蘇省電力公司、國電南瑞科技股份有限公司、中國電力科學研究院、浙江省分布式光伏并網(wǎng)技術研究院、天津華恒電力科技有限公司、天津天海源電氣技術有限責任公司。

李思維、于建成、王旭東、項添春、欒開寧、楊斌、岳靚、劉曉丹、田世明、楊永標、王思寧、王敏、李國棟、戚艷、姚國風、李博、劉茁出、盧欣、徐科、張劍、趙新、厲俊、郭力、許道強、王立濤。

Trenerg建筑能效管理系統(tǒng)主要功能如下：

1. 冷熱源、空調、照明、給排水、變配電系統(tǒng)監(jiān)控

2. 能耗計量

3. 能效分析

4. 綠色技術監(jiān)控

5. 相關系統(tǒng)集成

6. 優(yōu)化運行策略

建筑能效管理系統(tǒng)的基本需求主要有以下幾點：

1. 監(jiān)測用能設備的性能、運行狀況

2. 呈現(xiàn)能源轉換、輸配與系統(tǒng)配置及運行效率

3. 能耗計量與分析

4. 優(yōu)化運行策略

分布式電源并網(wǎng)保護并網(wǎng)保護的定義

分布式電源并網(wǎng)保護定義為 ：安裝于公共耦合點處的繼電保護措施，能夠檢測到主電網(wǎng)側(系統(tǒng)側)和分布式電源側發(fā)生的故障和其他各種異常情況，并及時將分布式電源與主電網(wǎng)隔離，避免危及主電網(wǎng)的正常運行或者損壞分布式電源裝置。并網(wǎng)保護包括防孤島保護、故障保護以及其他異常保護。

1)對于直接接入到110kV及以上輸電網(wǎng)絡中的分布式電源，其并網(wǎng)聯(lián)絡線已配置了完善的保護系統(tǒng)，不需要專門的并網(wǎng)保護。因此上述并網(wǎng)保護主要針對接入35kV及以下電壓等級的分布式電源。

2)并網(wǎng)保護既不同于分布式電源的發(fā)電機保護，也不同于配電網(wǎng)饋線保護，本質上是一種接口保護。上述3類保護的關系可見圖1。

其中包括斷路器A-D，并網(wǎng)保護安裝于公共耦合點的電網(wǎng)側，一般在并網(wǎng)變壓器的高壓側。

當分布式電源單獨接入系統(tǒng)時，并網(wǎng)保護功能可與分布式電源的發(fā)電機保護功能集成在同一套保護裝置中。隨著并網(wǎng)容量的增加，分布式電源通常以集群或微電網(wǎng)的方式接入配電網(wǎng)，且常包含嵌入負荷，此時則要求在公共耦合點處配置獨立的并網(wǎng)保護。這樣，電網(wǎng)公司可以無需關注分布式電源自身的保護配置，只對并網(wǎng)保護提出要求，從而簡化保護配合，適應今后大量分布式電源在多種層級的接入要求。

3)在標準IEEE 1547中，從反映系統(tǒng)側故障、防孤島以及電能質量等3個方面，給出了并網(wǎng)保護的核心功能要求。顯然上述要求都是站在電網(wǎng)的角度考慮并網(wǎng)保護的功能。而在標準IEEE 1547中，則要求并網(wǎng)保護在反映系統(tǒng)側故障的同時，還能兼顧分布式電源側故障。在實踐中，為分布式電源單元配置哪些保護功能主要由IPP根據(jù)自身要求決定，故并網(wǎng)保護依舊應以反映系統(tǒng)側擾動為主。

分布式電源并網(wǎng)保護并網(wǎng)保護的功能

（1）故障保護

配電網(wǎng)發(fā)生故障時，分布式電源持續(xù)向故障點提供短路電流，這會給配電網(wǎng)一次設備、保護和重合閘帶來諸多不利影響 。

首先，分布式電源的接入改變了配電網(wǎng)的短路電流幅值和分布特征。兩個典型的影響是，如果分布式電源的公共耦合點位于饋線保護與故障點之間，那么該分布式電源的“屏蔽效應”會使流過饋線保護的短路電流變小，從而可能導致饋線保護拒動;而如果分布式電源的公共耦合點位于非故障饋線，則可能導致該饋線保護誤動。為了減少對配電網(wǎng)保護的影響，要求并網(wǎng)保護在配電網(wǎng)發(fā)生故障時能夠快速動作以切除分布式電源。

其次，架空線路故障主要為瞬時性故障，提高重合閘的成功率能夠顯著提高供電可靠性。但是，當配電網(wǎng)故障時，分布式電源的持續(xù)供電會使變電站或饋線重合閘的檢無壓重合失??；即使?jié)M足檢無壓重合條件，分布式電源持續(xù)提供的短路電流還會阻礙故障點滅弧而導致重合失敗，使瞬時故障變?yōu)橛谰霉收希患词鼓軌蛑睾?，但由于分布式電源已與主電網(wǎng)失去同步，非同期合閘也會對斷路器、分布式電源以及負荷帶來很大沖擊。所以，并網(wǎng)保護必需在饋線重合閘動作之前及時退出分布式電源，一旦配合失敗則會導致嚴重后果。

除以上影響外，分布式電源的接入還會導致配電網(wǎng)設備損壞并產(chǎn)生過電壓，提供的故障電流會使饋線熔斷器過早熔斷。

（2）防孤島保護

當分布式電源與公共電網(wǎng)失去電氣連接時，出于系統(tǒng)運行、人員設備安全以及電能質量等考慮，目前世界各國的并網(wǎng)標準都要求分布式電源立即退出運行。導致孤島的原因有2類：一類因故障跳閘；另一類因非故障開關操作，包含人為誤操作。

這里需要說明公共耦合點處的防孤島保護與分布式電源自身防孤島保護的關系。不同類型的分布式電源，其防孤島保護的配置要求有所不同。對于變流器型分布式電源，標準明確規(guī)定其控制器中需具備孤島檢測能力；對于不具有自勵磁能力的感應電機型分布式電源，其不具備孤島運行能力；而同步電機型分布式電源本身已配置有電壓/頻率保護，當孤島內有功、無功不能平衡時，機組會自動退出運行。因此同步電機和感應電機型分布式電源不要求設置防孤島保護。

這樣看來，似乎僅需為變流器型分布式電源配置防孤島保護。但是，電網(wǎng)運行人員仍希望在公共耦合點配置專門的防孤島保護。這是因為，在同一PCC下面可能包含多個類型的分布式電源單元，分別采用了不同的孤島檢測方法。例如，變流器型分布式電源多采用主動式孤島檢測，但是此方法在多變流器并網(wǎng)條件下，注入電網(wǎng)的擾動可能互相干擾而產(chǎn)生稀釋效應，使得檢測性能明顯下降;對于同步電機型分布式電源，在其出力和本地負荷基本匹配時，其自身的電壓/頻率保護有較大的檢測盲區(qū)。由于存在這些問題，在實踐中應評估分布式電源單元自身孤島檢測機制失效的概率和風險。在公共耦合點配置專門的防孤島保護，有利于提供更為完善的防孤島保護方案并方便校核，減少因分布式電源自身防孤島保護失效所帶來的安全隱患。

（3）其他功能

1)檢同期。當配電網(wǎng)故障切除、饋線重新供電后，分布式電源可以重新并入電網(wǎng)。但非同期重合會給電網(wǎng)設備和分布式電源造成很大的沖擊，因此并網(wǎng)保護必須配置檢同期繼電器，以確保線路不帶電。在允許計劃性孤島的情況下，分布式電源的重合情況有如下2種，否則只有第2種重合情況。

a)分布式電源與本地負荷功率匹配。當配電網(wǎng)F處發(fā)生故障時，饋線保護A動作切除系統(tǒng)電源，并網(wǎng)保護動作跳開斷路器B，分布式電源與本地負荷形成孤島。故障消除后，系統(tǒng)側A處重合閘先檢無壓重合。如果A重合成功，則并網(wǎng)保護進行同期并列，恢復聯(lián)網(wǎng)運行；否則，并網(wǎng)保護不響應。

b)分布式電源與本地負荷功率不匹配。F故障且饋線保護A動作后，并網(wǎng)保護動作跳開C、D，退出分布式電源，饋線重新供電后，并網(wǎng)保護通過分布式電源出口處的同期檢定即可并入分布式電源。

2)不平衡狀態(tài)檢測。當配電網(wǎng)中發(fā)生不對稱故障時，負序電流可能損壞同步電機型分布式電源，為此并網(wǎng)保護應配備負序過電流保護。

3)逆功率檢測。一些并網(wǎng)協(xié)議不允許分布式電源向主網(wǎng)負荷供電，此時并網(wǎng)保護中需要配置功率方向元件，檢測公共耦合點處的反向潮流。

分布式電源并網(wǎng)保護并網(wǎng)保護的基本配置

并網(wǎng)保護的配置需要考慮分布式電源類型、配電網(wǎng)接地方式、并網(wǎng)規(guī)程等多種因素。圖2給出了小電流接地配電網(wǎng)中，同步電機型分布式電源的一種并網(wǎng)保護配置方案。

并網(wǎng)保護的相間故障檢測可以采用過電流保護、低電壓起動的過電流保護或者阻抗保護實現(xiàn)。而接地故障的檢測與配電網(wǎng)接地方式有關標準中明確規(guī)定分布式電源的接地方式應和電網(wǎng)側的接地方式保持一致。當配電網(wǎng)為大電流接地方式時，分布式電源不僅會通過故障相提供接地短路電流，還可能存在通過非故障相交換的故障電流，可采用定時限接地過電流保護和方向過電流保護進行故障檢測；而在小電流接地方式配電網(wǎng)中，分布式電源不會產(chǎn)生接地故障的饋入電流，此時應配置接地過電壓保護。

目前已提出的孤島檢測方法按照信號來源、是否有主動激勵可分為被動檢測法、主動檢測法和聯(lián)跳。聯(lián)跳方案可以最大程度消除孤島檢測盲區(qū)并提高檢測速度。但是，由于并非配電網(wǎng)中所有的保護動作或開關變位都會導致孤島，所以該方案需進行實時拓撲分析，并在并網(wǎng)保護與斷路器之間建立多對多的通信連接。如果考慮到配電網(wǎng)重構，聯(lián)跳的實現(xiàn)會變得更為復雜且不經(jīng)濟?？紤]到這些，被動檢測依然是重要的孤島檢測方案。該方案一般配置過/欠電壓保護和過/欠頻率保護，還可以配置頻率變化率保護、相位偏移保護。