[發(fā)明專利]一種主動(dòng)配電網(wǎng)開關(guān)站及主動(dòng)配電網(wǎng)保護(hù)方法和系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2019-02-02
• 公開（公告）號: CN109861190A
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙上林;王德順;孫博;姬聯(lián)濤;俞斌
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電力科學(xué)研究院有限公司;國網(wǎng)山東省電力公司棗莊供電公司
• 主分類號: H02H7/28
• 分類號: H02H7/28;H02H7/22
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發(fā)明提供一種主動(dòng)配電網(wǎng)開關(guān)站，分布式電源/負(fù)載通過所述開關(guān)站接入低壓配電線路，包括：兩條母線、至少兩個(gè)完整串、母線差動(dòng)保護(hù)裝置和電流最大值保護(hù)裝置；所述母線與所述配電線路的進(jìn)線連接；所述兩個(gè)完整串并聯(lián)后接入所述兩條母線之間；所述每個(gè)完整串至少包括3個(gè)串聯(lián)的第一斷路器，所述完整串的兩個(gè)第一斷路器之間設(shè)有引出線，所述分布式電源/負(fù)載通過所述引出線與所述開關(guān)站連接；所述每條母線與所述配電線路的進(jìn)線之間設(shè)有第二斷路器；所述母線差動(dòng)保護(hù)裝置通過引線分別接入所述第二斷路器和與第二斷路器相連的第一斷路器；所述引出線上設(shè)有第三斷路器；所述電流最大值保護(hù)裝置通過引線接入所述第三斷路器。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及分布式電源的配電網(wǎng)保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種主動(dòng)配電網(wǎng)開關(guān)站及主動(dòng)配電網(wǎng)保護(hù)方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

主動(dòng)配電網(wǎng)是一個(gè)內(nèi)部具有分布式能源，具有主動(dòng)控制和運(yùn)行能力的配電網(wǎng)。其中的分布式能源，包括各種形式的連接到配電網(wǎng)中的各種分布式發(fā)電、分布式儲(chǔ)能和需求響應(yīng)資源等。主動(dòng)配電網(wǎng)的核心是對分布式可再生能源從被動(dòng)消納到主動(dòng)引導(dǎo)與主動(dòng)利用。通過這一技術(shù)可以把配電網(wǎng)從傳統(tǒng)的被動(dòng)型用電網(wǎng)轉(zhuǎn)變成可以根據(jù)電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行主動(dòng)調(diào)節(jié)、參與電網(wǎng)運(yùn)行與控制的主動(dòng)配電網(wǎng)。主動(dòng)配電網(wǎng)的主要特征可以歸納為四個(gè)方面：具備一定比例的分布式可控資源，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可靈活調(diào)節(jié)，具備完善的可觀可控水平，控制中心具備協(xié)調(diào)優(yōu)化管理能力。

含有高滲透率分布式電源接入的主動(dòng)配電網(wǎng)，相較于傳統(tǒng)配電網(wǎng)，其保護(hù)面臨許多新的問題和挑戰(zhàn)。

主要為變流器型發(fā)電單元的分布式電源，缺少同步機(jī)的電磁暫態(tài)特性，僅存的慣性依賴變流器直流側(cè)的電容，在暫態(tài)時(shí)可以提供很少的電能，其作用類似于同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸提供的旋轉(zhuǎn)儲(chǔ)能，以維持暫態(tài)能量平衡，但是電容器所能提供的能量要較之少很多。通過變流器并網(wǎng)的分布式電源，其輸出電氣量主要由并網(wǎng)變流器的控制策略決定。在外部出現(xiàn)故障時(shí)，變流器型分布式電源不能提供足夠的短路電流，其短路電流受到限制為額定電流的1.2～2倍。

主動(dòng)配電網(wǎng)中分布式電源的接入，從根本上改變了配電網(wǎng)的故障特征，導(dǎo)致故障后各電氣量的變化與傳統(tǒng)配電網(wǎng)中的情況不同。短路電流受到限制使得傳統(tǒng)的保護(hù)原理和故障檢測方法不能準(zhǔn)確有效地工作，致使傳統(tǒng)繼電保護(hù)方法部分或完全失效。

目前配電網(wǎng)保護(hù)從經(jīng)濟(jì)性考慮廣泛采用電流保護(hù)，為了確保電流保護(hù)動(dòng)作的選擇性，采用時(shí)間配合的方式實(shí)現(xiàn)配電線路的全線保護(hù)。電流保護(hù)在面對分布式電源群接入時(shí)將出現(xiàn)較大問題，分布式電源接入配電線路后，對傳統(tǒng)基于輻射狀電網(wǎng)單電源的保護(hù)方案產(chǎn)生有較大的影響：由于分布式電源的分流作用，會(huì)縮短上游電流保護(hù)的保護(hù)范圍，降低了保護(hù)的靈敏性，導(dǎo)致保護(hù)拒動(dòng)；由于分布式電源能反送潮流，會(huì)增大下游保護(hù)的保護(hù)范圍，使得電流保護(hù)失去了選擇性，導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)；分布式電源的間歇性、隨機(jī)性、波動(dòng)性等特點(diǎn)，使得故障電流的整定更加困難；尤其是分布式電源接入使原有單端輻射狀配電網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)槎喽穗娫聪到y(tǒng)，潮流方向和大小具有不確定性，這要求保護(hù)能夠適應(yīng)潮流變化，動(dòng)態(tài)跟蹤系統(tǒng)工作方式和控制方式。

目前應(yīng)對分布式電源接入的主動(dòng)配電網(wǎng)保護(hù)方法主要有三種：一，故障時(shí)分布式電源立即離網(wǎng)，配電線路保護(hù)不做任何調(diào)整；二，限制分布式電源的容量、接入位置和短路電流，配電線路保護(hù)也不做任何調(diào)整；三，引入通信技術(shù)和智能設(shè)備，配電線路保護(hù)需做調(diào)整。故障發(fā)生時(shí)分布式電源立即退出以及限制分布式電源接入容量和位置將會(huì)損失分布式電源的經(jīng)濟(jì)效益，影響主動(dòng)配電網(wǎng)的發(fā)展，屬于保護(hù)被動(dòng)應(yīng)對方法。借助通信和智能設(shè)備的保護(hù)方法，如采用多代理技術(shù)或廣域網(wǎng)技術(shù)的自適應(yīng)保護(hù)方法，需要較大規(guī)模的通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，可實(shí)施性不強(qiáng)，可靠性較低。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案面向高滲透率分布式電源接入的主動(dòng)配電網(wǎng)，通過設(shè)置開關(guān)站將分布式電源的接入規(guī)范起來，采用母線差動(dòng)保護(hù)法、電流最大值保護(hù)法和電流差動(dòng)保護(hù)法，能夠不利用通信數(shù)據(jù)，完成含有分布式電源和負(fù)載的主動(dòng)配電網(wǎng)配電線路的保護(hù)，設(shè)計(jì)方法簡單清晰，易于工程實(shí)施。