[發明專利]能量供應網中的故障識別

在審

• 申請號: 201280074195.3
• 申請日: 2012-06-26
• 公開（公告）號: CN104380554A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發明（設計）人: P.詹森;J-C.蒙
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02H6/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 謝強

以下描述的發明是在西門子公司和布魯塞爾自由大學ULB(Université?Libre?de?Bruxelles)應用科學學院生物、機電系統(Faculty?of?Applied?Sciences?Bio-,Electro-And?Mechanical?Systems)之間的合作范圍內在Dr.Maun教授指導下開發的。

技術領域

本發明涉及一種用于識別在電能供應網中的故障的方法，其中對于能量供應網中的多個測量位置確定狀態值，所述狀態值說明了在各自的測量位置處呈現的能量供應網的電狀態，所述狀態值被傳輸到包括了評估裝置的中央控制裝置，并且所述狀態值由評估裝置考慮以用于識別在能量供應網中呈現的故障。本發明還涉及一種用于識別在電能供應網中的故障的中央控制裝置，具有用于采集對于能量供應網中的多個測量位置而確定的狀態值的評估裝置，所述狀態值說明了在各自的測量位置上呈現的能量供應網的電狀態，并且所述中央控制裝置被構造為用于根據狀態值來識別在能量供應網中呈現的故障。

背景技術

電能供應網通常逐段地利用所謂的保護設備監視故障，例如短路或接地。在出現這樣的不允許的運行狀態時保護設備通過斷開相應的斷路器將故障所涉及的能量供應網部分與其余電網分開并且由此避免對于人和電能供應網的其余部件的危險。為了監視電能供應網的各個片段，保護設備執行所謂的保護算法。在此使用測量值來作出關于是呈現不允許的還是允許的運行狀態的判斷，所述測量值例如可以是表征了在電能供應網的測量位置處的電流和電壓的測量值。

例如US6,518,768B1描述了一種由多個差動保護設備組成的系統，所述差動保護設備用于關于故障的出現來監視具有多個端部的導線段。

同時此外還存在目標，將對于能量供應網的保護評估中央地綜合。例如從US6,985,784B2中公知，將在能量供應網中的多個測量位置處記錄的測量值傳輸到中央的控制系統。描述的中央的控制系統是計算機裝置，借助所述計算機裝置，通常在各個分散的保護設備中進行的保護算法在使用傳輸的測量值的條件下被中央地進行。在識別故障的情況下將相應的觸發信號傳輸到開關，所述開關將涉及的電網片段與其余的能量供應網分離。

因為利用中央的控制系統幾乎在一個計算機裝置上運行多個保護設備，所以在規劃、投入運行和參數化中央的控制系統時產生相對高的費用。

在目前具有大量分散的電能饋送、例如通過光伏或風力發電設備饋送的能量供應網中，還產生問題，即，由于通過變流器控制的饋送僅相對小的短路電流可用，即，即使在能量供應網中呈現故障的情況下，短路電流也相對弱地增加，從而利用已知的保護算法難以檢測。該問題特別地在所謂的“微型電網”，也就是小的、本身封閉的能量供應網中，和孤島電網中產生，但是在具有增加份額的來自于再生能源的電能饋送的更大的、更復雜的能量供應網中也能觀察到。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，這樣繼續開發開頭提到的類型的方法和中央控制裝置，使得可以以高的可靠性和選擇性識別出現的故障，特別是在具有小的短路電流的能量供應網中出現的故障。

為了解決上述關于方法的技術問題，建議一種開頭提到的類型的方法，其中借助評估裝置執行狀態估計，所述狀態估計使用對電能供應網的模型描述，所述模型描述適合于根據狀態變量描述能量供應網的可能的電狀態，在狀態估計期間檢查，通過模型描述是否可以描述能量供應網的電狀態，所述電狀態關于對于各自的測量位置所使用的狀態變量至少近似地與各自的狀態值一致，并且在缺少這樣的狀態的情況下由評估裝置產生故障識別信號，所述故障識別信號說明了在能量供應網中存在故障。

按照本發明的方法在此以新的方式利用在相應的專業術語中也稱為“State-Estimator”的狀態估計器的工作方式。