[發(fā)明專利]一種基于電流正序分量相位變化的主動配電網(wǎng)保護方法

有效

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• 申請日: 2016-11-24
• 公開（公告）號: CN107276043B
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 和敬涵;李文立;張大海;王紫琪;丁凡凡;張秋芳;張義志;任欣玉
• 申請（專利權(quán)）人: 北京交通大學(xué)
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26
• 代理公司: 北京鴻元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11327
• 代理人: 陳英俊;楊樺

本發(fā)明公開了一種基于電流正序分量相位變化的主動配電網(wǎng)保護方案，屬于配電網(wǎng)繼電保護技術(shù)領(lǐng)域。所述保護方案包括：采集發(fā)生故障前后，線路兩端電流信息；獲取電流正序分量及其相位信息；利用故障前后單端相位變化率作為保護的啟動判據(jù)，利用故障前后兩端電流相位變化的差值作為保護的主判據(jù)，若差值處于0至π/2之間，則為區(qū)域外故障；若差值處于π/2至π之間，則為區(qū)域內(nèi)故障；當確定為區(qū)域內(nèi)故障時，由信息處理中心向發(fā)生故障的兩端保護發(fā)送動作信號，同時向上、下游保護安裝處發(fā)送閉鎖信號。本發(fā)明在正序網(wǎng)絡(luò)中進行分析，以兩端電流相位變化的差值作為保護判據(jù)，識別區(qū)內(nèi)外故障，降低保護誤動和拒動的可能性，且適用于任何故障類型。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及配電網(wǎng)繼電保護技術(shù)領(lǐng)域，具體地，特別涉及一種基于電流正序分量相位變化的主動配電網(wǎng)保護方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著能源危機的不斷加劇以及國家對清潔型能源的大力推廣，以光伏發(fā)電、雙饋風(fēng)力發(fā)電為代表的逆變型分布式電源得到了廣泛的應(yīng)用。分布式電源(distributed generation，簡稱DG)是一種新興的電力能源，具有經(jīng)濟環(huán)保等眾多優(yōu)點，能夠滿足人們對電力安全穩(wěn)定和經(jīng)濟環(huán)保的要求。但是，當大量分布式電源接入配電網(wǎng)，會導(dǎo)致傳統(tǒng)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)由傳統(tǒng)的單電源供電變成多端電源供電的網(wǎng)絡(luò)，潮流頻繁發(fā)生轉(zhuǎn)移，其運行方式的復(fù)雜性會直接影響到在含有DG配電網(wǎng)保護裝置的選擇性和靈敏性，面臨保護拒動、誤動等問題的發(fā)生。

因此，為滿足分布電源并網(wǎng)對保護原理的要求，國內(nèi)外學(xué)者提出了許多的改進型保護方案和新的保護原理，主要分為以下幾類：(1)加裝保護元件的方法，其核心思想是在DG上游線路裝設(shè)方向電流保護，DG下游線路整定保護定值。(2)距離保護的方法，首先將含的配電網(wǎng)進行分區(qū)，提出了考慮特性的配電網(wǎng)自適應(yīng)距離保護方案。根據(jù)系統(tǒng)運行方式和輸出功率實時計算整定值。(3)自適應(yīng)的保護方法，根據(jù)系統(tǒng)運行方式和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，對保護背側(cè)網(wǎng)絡(luò)進行等值變換，形成支路貢獻因子矩陣，以消除對各支路電流的影響，從而有效增大主保護和后備保護的保護范圍。(4)基于通信的方法，利用分散安裝在配電網(wǎng)中的智能設(shè)備采集各點的狀態(tài)信息，通過通信網(wǎng)絡(luò)完成信息的匯集和交換，基于多點的信息完成保護判斷，例如多Agent或IED保護。

在以上方法中均需要采集電壓量信息，然而在目前的城市配電網(wǎng)中裝設(shè)電壓互感器會導(dǎo)致成本高、工程繁瑣，制約了以上方法在配電網(wǎng)保護中的推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上問題，本發(fā)明的目的是提供一種基于電流正序分量相位變化的主動配電網(wǎng)保護方法，利用兩端電流相位變化的差值構(gòu)成保護判據(jù)，適用于含逆變型分布式電源的主動配電網(wǎng)絡(luò)，只需提取電流信息，而無需在配電網(wǎng)中裝設(shè)電壓互感器，便可以解決分布式電源接入配電網(wǎng)導(dǎo)致運行方式復(fù)雜而引起線路保護拒動和誤動的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明所述基于電流正序分量相位變化的主動配電網(wǎng)保護方法，在配電網(wǎng)中設(shè)置有信息處理中心，包括以下步驟：

(1)采集發(fā)生故障前后，線路兩端保護安裝處的電流信息；

(2)獲取電流信息的電流正序分量以及電流正序分量的相位；

(3)利用發(fā)生故障前后，兩端電流相位變化的差值作為保護判據(jù)，若兩端電流相位變化的差值處于0至π/2之間，則為區(qū)域外故障；若兩端電流相位變化的差值處于π/2至π之間，則為區(qū)域內(nèi)故障；

(4)當確定為區(qū)域內(nèi)故障時，由信息處理中心向兩端保護發(fā)送動作信號，確保發(fā)生故障的線路兩端保護都動作，同時向發(fā)生故障的兩端的上、下游保護安裝處發(fā)送閉鎖信號。

優(yōu)選的，在步驟(2)和步驟(3)之間還包括：

利用發(fā)生故障前后，單端電流相位變化率作為保護的啟動判據(jù)，分析保護安裝處發(fā)生故障前后電流相位差值的變化，若兩端的電流相位變化率均大于各自的啟動判斷閾值，則進行步驟(3)。