[發明專利]一種含T接逆變型分布式電源配電網雙端差動保護方法

在審

• 申請號: 202211340019.1
• 申請日: 2022-10-29
• 公開（公告）號: CN115622007A
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發明（設計）人: 陳錦山;孫鑫;祁琦;陳端云;鄧超平;林文彬;唐志軍;林國棟;林少真;王新瀾;郭健生
• 申請（專利權）人: 國網福建省電力有限公司電力科學研究院;國網福建省電力有限公司
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;H02J3/00;H02J3/38;G01R31/52;G01R31/08
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 郭東亮;蔡學俊

本發明提出一種含T接逆變型分布式電源配電網雙端差動保護方法，用于新能源逆變型分布式電源IIDG以T接方式接于饋線并入配電網的場景，即線路內T接DG的場景，所述保護方法利用IIDG在配網不對稱故障時不輸出負序電流的特性，通過比較饋線兩端負序電流之和與整定閾值電流相比來判斷是否出現故障；所述保護方法針對兩相短路故障類型，通過正負序電流分解來判定是否需執行電流差動保護動作；本發明針對含大規模T接分布式電源配電網的兩相短路和兩相接地短路的故障類型，僅需要饋線兩端的電流信息，無需T接分布式電源支路電量信息。

技術領域

本發明涉及繼電保護技術領域，尤其是一種含T接逆變型分布式電源配電網雙端差動保護方法。

背景技術

隨著傳統化石能源的逐漸衰竭以及人們環保意識的提高，各國電力行業開始將目光轉向了清潔、高效和靈活的發電方式——分布式發電(Distributed Generation，DG)。然而，大規模的新能源逆變型分布式電源(Inverter Interfaced Distributed Generation，IIDG)接入配電網，使傳統配電網的供電網絡拓撲結構發生了改變，進而影響到了故障電流的方向和大小。同時，逆變型分布式電源的輸出特性較傳統電源更為復雜，輸出電流由控制器的控制策略決定。綜合上述問題，IIDG并網后傳統電流保護容易誤動、拒動。

根據IIDG接入配電網饋線的位置，可以分為幾種故障場景進行分析。IIDG接入饋線下游、上游位置或者T接于饋線上，會對不同位置、不同類型的故障電流造成影響。

經逆變器并網的IIDG控制策略分為構網型(Grid Forming，GFM)和跟網型(GridFollowing，GFL)兩種類型，普遍采用跟網型PQ控制，通過調節有功和無功電流來實現對有功功率和無功功率的控制。配電網故障時，根據國內的并網要求，IIDG需要具備低電壓穿越能力(Low voltage ride through，LVRT)。同時，為改善IIDG在配網發生不對稱短路故障時的輸出特性，IIDG采用消除負序電流控制，IIDG可等效為受并網點正序電壓控制的電流源。

現有的含T接分布式電源配電網多端差動保護方法通過比較各支路電流之和與整定閾值電流相比或者比較其他電量信息來判斷是否故障。

現有的含T接分布式電源配電網有多端和雙端差動兩類方法。其中多端差動方法需要采集包括T接分布式電源在內的所有支路電量信息，對通訊要求較高；現有的雙端差動方法需要根據配電網網架參數進行閾值整定。

本發明專利提出含T接分布式電源配電網雙端差動保護方法，利用IIDG在配網不對稱故障時不輸出負序電流的特性，通過比較饋線兩端負序電流之和與整定閾值電流相比來判斷是否故障。

發明內容

本發明提出一種含T接逆變型分布式電源配電網雙端差動保護方法，針對含大規模T接分布式電源配電網的兩相短路和兩相接地短路的故障類型，僅需要饋線兩端的電流信息，無需T接分布式電源支路電量信息。

本發明采用以下技術方案。

一種含T接逆變型分布式電源配電網雙端差動保護方法，用于新能源逆變型分布式電源IIDG以T接方式接于饋線并入配電網的場景，即線路內T接DG的場景，所述保護方法利用IIDG在配網不對稱故障時不輸出負序電流的特性，通過比較饋線兩端負序電流之和與整定閾值電流相比來判斷是否出現故障；

所述保護方法針對兩相短路故障類型，通過正負序電流分解來判定是否需執行電流差動保護動作。

所述正負序電流分解的方法具體為：

獲取線路M、N兩端的電流瞬時值和故障分量瞬時值，根據線路M、N兩端的電流瞬時值和故障分量瞬時值進行序電流分解，得到線路M、N兩端的電流和故障分量的正、負、零序電流幅值和相位值，序電流分解算法為：