[發明專利]一種考慮逆變型分布式電源接入的配電網故障區域定位算法

有效

• 申請號: 201810023179.0
• 申請日: 2018-01-10
• 公開（公告）號: CN108173249B
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 吳在軍;湯拓;朱瑪;閆志坤;楊才明;裘愉濤;金乃正;范文超;高仁棟;章立宗;李勇;劉永新;凌光;秦建松;張金鵬;壽鎧
• 申請（專利權）人: 東南大學;國網浙江省電力公司紹興供電公司
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;G06Q50/06;G01R31/08
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 王安琪

本發明公開了一種考慮逆變型分布式電源接入的配電網故障區域定位算法，包括如下步驟：(1)建立恒功率控制方式下逆變型分布式電源故障特性分析模型；(2)根據配電網中聯絡開關、斷路器等開關器件的分布特點對配電網進行分區處理，使用圖論的理論分析方法，建立配電網的圖模型，并設定配電網的電流參考方向；(3)利用設定的配電網電流參考方向以及斷路器處保護裝置上傳的故障信息，通過矩陣運算求取故障判斷矩陣，實現故障區域的定位。本發明能夠滿足分布式電源接入，無需動作值整定，具備一定拓撲結構自適應的能力。

技術領域

本發明涉及配電網保護技術領域，尤其是一種考慮逆變型分布式電源接入的配電網故障區域定位算法。

背景技術

分布式電源的概念產生于20世紀80年代，是指在配電系統中靠近用戶側引入的容量不大的電源。隨著太陽能、風能等小型發電技術的成熟，利用分散的資源來滿足小型用戶的需求。

我國的分布式電源發展總體狀況并不落后。但是受到資源條件、政策標準及技術類型差異等方面的限制，在光伏發電、熱電聯產等領域的發展仍處于初期，規模較小。我國的小水電裝機規模和發電量居世界第一。風力發電在過去7年裝機容量增長50倍，但由于我國風電產業發展速度過快，行業標準和電網規劃相對滯后，風機不具備低電壓穿越等技術能力，導致風機不能正常并網發電；在西部地區如寧夏銀川等地也興建了許多基于太陽能光伏發電的示范基地，但是我國用電市場分布與太陽能能源分布并不能完全吻合。作為用電量較大的東部地區，土地價格較為昂貴，若建設集中式的大型地面電站，無疑將大大提高成本，不利于太陽能發電的大規模推廣；而在太陽能蘊藏豐富的西部地區發展集中式電站，又會出現電力長途運輸的損耗問題。因此，未來國家在進一步做好小水電發展的同時，將會重點推進光伏發電和熱電聯產等分布式電源技術的發展。

分布式發電技術具有諸多益處，但是，傳統配電網保護是按照配電網的輻射特性，遵循選擇性原則，通過保護設備的配合實現故障區域的隔離，以達到最小的失電范圍，保證供電可靠性。分布式電源接入后，配電網的單向潮流特性變為雙向潮流特性，傳統保護整定配合的前提已不存在，如何在分布式電源接入后仍能做到保護的正確配合是分布式發電保護的研究目標。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，提供一種考慮逆變型分布式電源接入的配電網故障區域定位算法，能夠滿足分布式電源接入，無需動作值整定，具備一定拓撲結構自適應的能力。

為解決上述技術問題，本發明提供一種考慮逆變型分布式電源接入的配電網故障區域定位算法，包括如下步驟：

(1)建立恒功率控制方式下逆變型分布式電源故障特性分析模型；根據建立的分布式電源故障特性分析模型，分析故障條件下分布式電源的故障特性及其對配電網電流保護的影響；

(2)根據配電網中聯絡開關、斷路器等開關器件的分布特點對配電網進行分區處理，使用圖論的理論分析方法，建立配電網的圖模型，并設定配電網的電流參考方向；

(3)利用設定的配電網電流參考方向以及斷路器處保護裝置上傳的故障信息，通過矩陣運算求取故障判斷矩陣，實現故障區域的定位。

優選的，步驟(1)具體為：

(11)對逆變型分布式電源模型進行簡化；將逆變器直流側電壓近似看作保持恒定，逆變型分布式電源的電流故障特性主要取決于逆變器的控制策略；

(12)對恒功率控制方式下逆變型分布式電源進行故障特性分析；逆變器輸出功率在dq坐標系下的公式為：

其中，P、Q為IIDG輸出的有功功率和無功功率；u_gd、u_gq為電網電壓的d、q軸分量；i_d、i_q為逆變器輸出電流的d、q軸分量；

將d軸定向于電網電壓矢量時，有：