[發明專利]適于光伏接入的配電網繼電保護配置方法

有效

• 申請號: 201611002288.1
• 申請日: 2016-11-14
• 公開（公告）號: CN106786414B
• 公開（公告）日: 2018-10-30
• 發明（設計）人: 張紅潔;董祖晨;李鵬;謝芮芮;張志奎
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力公司常州供電公司;國網江蘇省電力公司;國家電網公司
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26
• 代理公司: 常州市江海陽光知識產權代理有限公司 32214
• 代理人: 張兢

本發明提供一種適于光伏接入的配電網繼電保護配置方法，其通過在系統電源側配置帶有功率方向元件的Ⅰ、Ⅱ兩段式電流保護，光伏電源側設置帶有方向性阻抗元件的距離保護裝置采用Ⅰ、Ⅱ兩段式距離保護，并使光伏光伏電源側的距離保護裝置設置成在故障發生后0.6s啟動，并通過光伏電源側Ⅰ、Ⅱ兩段式距離保護裝置的保護動作，能夠有效避免由于系統側短路電流在過渡電阻上產生的壓降對光伏側距離保護裝置動作準確性的影響，有效解決傳統配電網系統電流保護由于光伏出力隨機變化產生的整定難題。

技術領域

本發明涉及配電網繼電保護技術領域，具體涉及一種適于光伏接入的配電網繼電保護配置方法。

背景技術

傳統配電網結構一般為單電源輻射型網絡，且運行方式變化不大。傳統配電網故障保護方式之一為采用距離保護裝置，通過在線路上設置距離保護裝置，利用電流保護能夠快速可靠地切除故障。傳統的距離保護裝置基于配電網為單電源輻射型網絡、潮流單向流動且系統運行方式變化不大的特點，同時利用了線路發生短路故障時電壓、電流的變化特性，通過測量阻抗來確定故障點所在的范圍，具有保護區域穩定、靈敏度高以及動作情況受電網運行方式變化的影響小等優點。

然而，當光伏電源接入配電網后，傳統配電網的網絡結構發生改變，而且因光伏電源的出力隨自然條件變化而隨機波動，導致配電系統的運行方式復雜多變，使得傳統的配電網采取的距離保護裝置不可避免地受到影響。含光伏電源的配電網在發生故障期間，因光伏電源的故障特征受并網逆變器的控制，存在故障電流限幅環節，采用傳統的電流保護難以整定，存在不適應的問題，需要加以改進。同時，配電網系統在發生短路故障時，一般都存在過渡電阻，由于過渡電阻的存在，使得距離保護裝置的測量阻抗、測量電壓等參數發生變化，有可能造成距離保護裝置的不正確動作。光伏電源接入配電網后的實際運行中，若在光伏電源與系統電源之間的線路發生短路故障，設其過渡電阻為Rg，過渡電阻Rg中流過的短路電流不再是距離保護裝置安裝處的電流，距離保護裝置安裝處的測量電壓和測量電流的關系可表示為：

令則距離保護裝置的測量阻抗Z_m可以表示為：

式中，為距離保護裝置安裝處的測量電壓，為故障期間光伏電源輸出電流，Z_k為光伏側距離保護裝置安裝處與故障點間線路阻抗，為系統側短路電流，R_g為過渡電阻，Z_m為距離保護裝置的測量阻抗。

過渡電阻R_g對測量阻抗Z_m的影響，取決于系統電源提供的短路電流大小及故障期間光伏電源輸出電流和系統側短路電流之間的相位關系。一般而言，故障期間，光伏并網逆變器為避免過熱而損壞將對故障電流進行限制，光伏電源的最大故障電流約為光伏額定電流的1.2倍。系統電源故障期間提供的短路電流會達到平時的十幾倍甚至幾十倍。故障期間，設則盡管過渡電阻R_g很小，|MR_g|將會很大。此外，由于光伏故障電流的相角不確定，因而系統與光伏電源兩側故障電流的相角差θ也不確定。測量阻抗Z_m落在以無系統側短路電流時的測量阻抗為圓心，|MR_g|為半徑的圓軌跡上，從而對保護動作的正確性產生影響。

發明內容

本發明的目的是：提供一種適于光伏接入的配電網繼電保護配置方法，該方法通過在光伏電源側配設距離保護裝置，并使距離保護裝置在配電網發生故障時延時啟動從而能夠有效避免由于系統側短路電流在過渡電阻上產生的壓降對光伏側距離保護裝置的影響，提高光伏接入后的配電網保護的可靠性。

本發明的技術方案是：本發明的適于光伏接入的配電網繼電保護配置方法，其包括以下步驟：

①在光伏接入點上游線路兩側加裝斷路器，系統電源側設置帶有功率方向元件的電流保護裝置采用Ⅰ、Ⅱ兩段式電流保護，光伏電源側設置帶有方向性阻抗元件的距離保護裝置采用Ⅰ、Ⅱ兩段式距離保護；