[發(fā)明專利]一種DG接入配網(wǎng)最佳容量的計(jì)算方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711049319.3
• 申請(qǐng)日: 2017-10-31
• 公開（公告）號(hào): CN107706893B
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧景松;王英民;孫迪飛;郭琳;鄭兆典;朱凌;何奕楓
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司惠州供電局
• 主分類號(hào): H02H7/26
• 分類號(hào): H02H7/26;H02J3/38
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及配電網(wǎng)線路的繼電保護(hù)領(lǐng)域，特別是涉及一種DG接入配網(wǎng)最佳容量的計(jì)算方法。

背景技術(shù)

由于大量化石類能源的使用，使得環(huán)境污染嚴(yán)重，全球能源危機(jī)日益凸顯。一種直接布置在配電網(wǎng)或分布在負(fù)荷附近功率為數(shù)千瓦或幾十兆瓦小型模塊式的、與環(huán)境兼容的新型發(fā)電模式——分布式電源得到了各方的高度重視。分布式電源接入電網(wǎng)后，改變了原有配網(wǎng)“集中發(fā)電、遠(yuǎn)距離輸電和大電網(wǎng)互聯(lián)”的特點(diǎn)，它對(duì)于調(diào)峰、為邊遠(yuǎn)用戶或者商業(yè)區(qū)和居民區(qū)供電、節(jié)省輸變電投資、提高供電可靠性有著重要作用。但是DG的接入改變了原有配網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，對(duì)原配網(wǎng)繼電保護(hù)、電網(wǎng)潮流、電能質(zhì)量等都產(chǎn)生了一系列影響，可能使得原有保護(hù)拒動(dòng)、誤動(dòng)，甚至重合閘由于重合到永久性故障而對(duì)電網(wǎng)造成較大的沖擊，破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。針對(duì)上述問題，有必要對(duì)DG接入配網(wǎng)對(duì)繼電保護(hù)產(chǎn)生的影響進(jìn)行更為深入的研究，以便制定出針對(duì)DG滲透率高的配電網(wǎng)的新型繼電保護(hù)方案，提高供電可靠性，滿足用戶供電要求。

針對(duì)DG接入配網(wǎng)對(duì)繼電保護(hù)造成的影響，有學(xué)者從不同方面入手提出了相應(yīng)的解決方案，歸納起來大致有兩種：1.基于通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)保護(hù)間的信息交換，這種保護(hù)方案在較大程度上依賴于通信網(wǎng)絡(luò)，就我國目前配網(wǎng)通信建設(shè)而言，還需進(jìn)一步完善與發(fā)展；2.故障判別或是在原配網(wǎng)保護(hù)配置的基礎(chǔ)上，基于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，對(duì)保護(hù)重新進(jìn)行整定。這一方案具有較好的實(shí)用性，其包括的自適應(yīng)保護(hù)原理也是未來繼電保護(hù)發(fā)展的方向之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決DG接入配網(wǎng)引起故障時(shí)線路保護(hù)誤動(dòng)作的問題，從不改變配網(wǎng)原有電流保護(hù)整定值的角度出發(fā)，考慮故障時(shí)DG容量對(duì)各故障點(diǎn)短路電流的注入情況，確定出一種不影響保護(hù)動(dòng)作的最佳接入容量，從而提高配網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種DG接入配網(wǎng)最佳容量的計(jì)算方法,其特征在于，為研究DG的最佳并網(wǎng)容量，將配網(wǎng)中短路情況分為3種情況，即DG下游發(fā)生短路、DG上游發(fā)生短路、相鄰饋線發(fā)生短路，然后分別分析DG接入對(duì)配網(wǎng)原有保護(hù)的影響以及配網(wǎng)原有保護(hù)對(duì)DG容量的約束，分別計(jì)算出3種情況下DG容量的臨界值，其中最小的即為DG的最佳接入容量，該方法包括以下步驟：

S1：對(duì)以光伏為代表的逆變型分布式電源的故障模型進(jìn)行分析；

S2：對(duì)短路電流進(jìn)行分析；

S3：分析3種短路在約束條件下的DG容量的臨界值；

S4：比較3種短路情況下的DG容量的臨界值，取最小的DG容量臨界值作為最佳接入容量。

進(jìn)一步，步驟S1中的分析過程為；

對(duì)以光伏電源為代表的逆變型分布式電源的短路故障模型進(jìn)行研究，在正常運(yùn)行情況下，DG的出力為最大有功功率輸出，其無功功率輸出為0，當(dāng)配網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，并網(wǎng)點(diǎn)電壓驟降，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定(GB19964-2012)》，為提高光伏逆變器在電網(wǎng)三相不平衡時(shí)的故障穿越能力，光伏電站需能夠根據(jù)并網(wǎng)點(diǎn)電壓的跌落程度輸出無功，以支撐并網(wǎng)點(diǎn)電壓，因而，無功電流指令I(lǐng)_{q_ref1}與并網(wǎng)點(diǎn)電壓U_pcc1的關(guān)系為：

進(jìn)而得到有功電流指令I(lǐng)_{d_ref1}為:

其中，I_dref0為故障前有功電流指令，I_max為逆變器允許的最大電流，考慮到逆變器短路容量的限制，逆變器允許輸出的最大短路電流為逆變器額定電流的1.2倍，即I_max＝1.2，綜上，DG輸出的總電流為：

因此，DG輸出的有功功率和無功功率為：

當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱故障時(shí)，系統(tǒng)電壓存在負(fù)序分量，若采用常規(guī)的控制策略，分布式光伏輸出的電流中不僅包含負(fù)序分量，還包含大量的諧波電流，因此為改善光伏輸出特性，通常采用基于電壓正序分量的控制策略，即再配電網(wǎng)發(fā)生不對(duì)稱故障時(shí)，控制系統(tǒng)只采用并網(wǎng)點(diǎn)電壓正序分量作為參考，以保證光伏分布式電源輸出電流中只含正序分量。

進(jìn)一步，步驟S2中的分析過程為：