[發(fā)明專利]一種含分布式電源的配電網(wǎng)廣域保護方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510348927.9
• 申請日: 2015-06-23
• 公開（公告）號: CN105337268A
• 公開（公告）日: 2016-02-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭亮;熊華強;王冠南
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)江西省電力科學(xué)研究院
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26
• 代理公司: 南昌市平凡知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 36122
• 代理人: 姚伯川

1.一種含分布式電源的配電網(wǎng)廣域保護方法，其特征在于，所述方法將分布決策的廣域保護模式應(yīng)用到含分布式電源的配電系統(tǒng)的保護中，從含分布式電源的配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)出發(fā)對網(wǎng)絡(luò)進行編號和區(qū)域劃分，根據(jù)故障區(qū)段電流的特點進行故障關(guān)聯(lián)區(qū)域定位和故障區(qū)段定位兩次定位，準(zhǔn)確定位故障并切除故障，實現(xiàn)含分布式電源的配電網(wǎng)的保護。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含分布式電源的配電網(wǎng)廣域保護方法，其特征是，所述方法按以下步驟處理故障：

(1)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)確定含分布式電源的配電網(wǎng)廣域保護架構(gòu)，并確定其中的所有節(jié)點信息：

分布決策式廣域保護方法不需要集中控制器，僅保留智能電子設(shè)備IED與變電站主控裝置的通信接口區(qū)域決策單元來上傳信息，IED安裝于配電網(wǎng)各級母線處，采集母線各分支電流，通過計算比較完成配電線路的保護任務(wù)；廣域保護的結(jié)構(gòu)包括分布式電源DG、智能電子設(shè)備IED、變電站主控裝置SMU，SMU的通信接口區(qū)域決策單元RDU；

各母線節(jié)點按所連接的分支數(shù)量分為兩分支節(jié)點、三分支節(jié)點以及多分支節(jié)點；

通過三分支節(jié)點或者多分支節(jié)點的各分支中流過的電流大小可以判斷故障電流的流向，從而確定故障點的方向；

對于含分布式電源的終端三分支節(jié)點，一側(cè)為負(fù)荷終端，若節(jié)點上游k點發(fā)生故障，支路2電流I2很小可以忽略，IED只能檢測到支路1電流I1和支路3電流I3，并且I1＝I3，此時只有兩個分支流過故障電流，無法根據(jù)電流的大小判斷故障是發(fā)生在節(jié)點上游分支還是DG分支，需要給DG分支配置快速保護，故障發(fā)生后，如果DG分支并未被快速保護切除，就可以排除DG分支故障，從而判定故障發(fā)生在節(jié)點的上游；

對于一個分支與系統(tǒng)相連的三分支節(jié)點，其它兩個為純負(fù)荷分支，當(dāng)三分支節(jié)點的上游k處發(fā)生三相短路故障，三個分支的電流幅值都為零，無法進行比較，一旦發(fā)生這種特殊情況，通過相關(guān)IED獲取上述信息，可以判定故障點一定發(fā)生在該節(jié)點的上游；

(2)根據(jù)節(jié)點信息對節(jié)點進行編號、劃分關(guān)聯(lián)區(qū)域并形成網(wǎng)絡(luò)描述矩陣：

以母線為節(jié)點，以支路為邊，設(shè)母線節(jié)點數(shù)目為m，對每個節(jié)點編號，同一支路下游節(jié)點編號大于上游節(jié)點編號，配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)可用網(wǎng)絡(luò)描述矩陣表示為

其中，對角線上元素D_ii表示節(jié)點編號為i的節(jié)點類型，D_ii＝1表示節(jié)點i為三分支或多分支節(jié)點，D_ii＝0表示節(jié)點i為二分支節(jié)點；D_ij表示節(jié)點i和節(jié)點j的鄰接關(guān)系，如果鄰接，則D_ij＝1，否則D_ij＝0，由于鄰接關(guān)系是相互的，故D_ij＝D_ji，矩陣D為對稱矩陣，故只保留矩陣的上三角形元素，其余元素置0；根據(jù)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)矩陣，從第一個節(jié)點開始遍歷所有節(jié)點，形成以三分支或多分支節(jié)點為邊界的若干關(guān)聯(lián)區(qū)域；

(3)根據(jù)故障電流特點確定故障所在關(guān)聯(lián)區(qū)域和區(qū)段：

如果線路上發(fā)生故障，便可以根據(jù)(1)中方法，通過IED上傳的電流信息判斷兩個邊界節(jié)點電流大小，確定故障所在關(guān)聯(lián)區(qū)域；

設(shè)F(A)為關(guān)聯(lián)區(qū)域的狀態(tài)函數(shù)，F(xiàn)(A₀),F(A_e)分別為關(guān)聯(lián)區(qū)域首末節(jié)點的信息函數(shù)：

關(guān)聯(lián)區(qū)域首節(jié)點只有一個，末節(jié)點可能有多個，關(guān)聯(lián)區(qū)域發(fā)生故障的判據(jù)為：

由于關(guān)聯(lián)區(qū)域內(nèi)有多個區(qū)段，再利用電流相位比較判據(jù)定位故障區(qū)段；設(shè)G(i,j)為區(qū)段狀態(tài)函數(shù)，G(i),G(j)表示為區(qū)段首節(jié)點和末節(jié)點的信息：

(4)通過廣域保護系統(tǒng)切除故障所在區(qū)段：

若G(i,j)＝-1，則i-j區(qū)段為故障區(qū)段，將該線路切除；若故障關(guān)聯(lián)區(qū)域內(nèi)不存在G(i,j)＝-1，則認(rèn)為G(i,j)＝0，即無負(fù)荷電流區(qū)段發(fā)生敵障。