一种含DG配电网电流保护系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种含DG配电网电流保护系统及方法，所述方法包括以下步骤：故障信息采集模块采集二次保护装置安装处的配电网参数数据，并上传至自适应电流保护模块；自适应电流保护模块对信息采集模块上传的参数数据进行处理，根据预设动作判据识别故障信息并得到相应决策结果，并将决策结果发送到保护动作模块；保护动作模块根据所述决策结果，向相应的断路器发送跳闸信号，驱动跳闸动作。所述保护系统及方法综合考虑了全逆变型DG和半逆变型DG的故障暂态特性，形成了统一的自适应方向电流保护判据，不受DG类型影响，适应能力强；可靠性较高；在应对电压跌落和低电压穿越等情况时，可正确动作，灵敏度较高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及继电保护
，尤其涉及一种含DG配电网电流保护系统及方法。
技术介绍
传统的配电网络一般是辐射状的，由单电源供给下游一条或若干条配电线路，传统的配网保护也是按照单一的潮流方向进行整定设计。为满足不断增长的负荷需求，并有效应对化石能源危机，随着新能源发电技术的不断推进，将DG就地直接接入配电网络成为首选，配电网中分布式电源的接入容量日益增长，以辐射型开环运行的传统配电网逐渐发展为多端电源供电的主动配电网。DG的接入可改善电能质量、提高供电可靠性并降低线路损耗，但同时也为配网的保护控制带来了一系列的问题，配电网潮流分布发生大幅度变化，且运行方式和短路容量难以确定。传统的基于固定动作电流的无方向过电流保护，难以正确反映大量分布式电源(Distributed Generation,DG)接入后配电网的故障情况，存在较高的误动、拒动的风险。因此，研究适用于分布式电源接入的配电网电流保护，对保证配电网安全稳定运行具有重要意义。目前，有些专家和学者已对含DG配电网电流保护进行了深入研究，主要包括：1、根据DG最大及最小容量整定电流速断保护。这种方法可避免拒动情况的发生，但在DG容量大幅度变化的情况下，存在误动的可能。2、根据当前运行方式和故障类型在线计算动作电流的整定值。这种方法可以适应DG接入后系统运行方式的变化，但对DG故障暂态模型进行了一定程度的简化。3、基于全逆变型DG的详细模型，推导自适应电流速断保护整定公式。这种方法没有考虑其他类型DG对故障的影响。此外，现有技术方案中没有解决中低压配电网电压跌落引起的延时保护拒动。因此，需要一种含DG配电网电流保护系统及方法，用于解决现有含DG配电网保护方案难以正确反应故障情况、保护误动和拒动的问题。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种含DG配电网电流保护系统及方法，用以解决现有含DG配电网保护方案难以正确反应故障情况、保护误动和拒动的问题。本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：一种含DG配电网电流保护方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、故障信息采集模块采集二次保护装置安装处的配电网参数数据，并上传至自适应电流保护模块；步骤S2、自适应电流保护模块对信息采集模块上传的参数数据进行处理，根据预设动作判据识别故障信息并得到相应决策结果，并将决策结果发送到保护动作模块；步骤S3、保护动作模块根据所述决策结果，向相应的断路器发送跳闸信号，驱动跳闸动作。所述配电网参数数据包括：保护安装处故障电流Imf，自适应电流Ⅰ段动作电流IZDZ,Ⅰ，保护背侧等值电势保护背侧等值阻抗Ze，线路阻抗ZL，最大灵敏度角保护安装处正序故障电压稳态分量保护安装处不含DG突变电流的正序故障电流稳态分量保护安装处测量电压保护安装处故障电压突变量保护安装处故障电流图变量自适应电流Ⅱ段动作电流IZDZ,Ⅱ，本线路阻抗ZsL，下级线路阻抗ZnL，下级线路Ⅰ段保护范围βnL，分支系数Kb。所述动作判据为不同故障类型下自适应方向电流保护判据，包括：两相短路下自适应电流Ⅰ段的动作判据、三相短路下自适应电流Ⅰ段的动作判据、两相短路下自适应电流Ⅱ段的动作判据和三相短路下自适应电流Ⅱ段的动作判据。所述自适应方向电流保护判据通过以下步骤获得：子步骤S21、分析不同类型DG的故障暂态特性以及故障等值方法，计算系统短路电流所含分量，得到短路电流三个相分量之间的关系；子步骤S22、根据故障边界条件，获取系统故障稳态分量，结合保护安装处的测量电压及测量电流，计算保护背侧等值电压和等值阻抗；子步骤S23、构造不同故障类型下自适应方向电流保护判据。所述判据本身具有故障类型判断机制，只要满足判据，即可明确故障类型。所述步骤S2进一步包括：若所述采集数据连续满足自适应电流Ⅰ段的动作判据，则得到相应决策结果，并将决策结果发送到保护动作模块，所述决策结果为保护I段动作；若所述采集数据连续满足自适应电流Ⅱ段的动作判据，则延时Δt后得到相应决策结果，并将决策结果发送到保护动作模块，所述决策结果为保护Ⅱ段动作。一种含DG配电网电流保护系统，所述系统包括故障信息采集模块、自适应电流保护模块和保护动作模块，用于执行上述方法，其中，所述故障信息采集模块用于采集二次保护装置安装处的配电网参数数据，并上传至自适应电流保护模块；所述自适应电流保护模块用于处理故障信息采集模块上传的配电网参数数据，根据预设动作判据识别故障信息并得到相应决策结果，将决策结果发送到保护动作模块；所述保护动作模块用于根据所述决策结果，向断路器发送动作指令，指示断路器跳闸或不动作。所述预设动作判据为不同故障类型下自适应方向电流保护判据，包括：两相短路下自适应电流Ⅰ段的动作判据、三相短路下自适应电流Ⅰ段的动作判据、两相短路下自适应电流Ⅱ段的动作判据和三相短路下自适应电流Ⅱ段的动作判据。所述判据本身具有故障类型判断机制，只要满足判据之一，即可明确故障类型，相应保护即可动作。所述自适应方向电流保护判据具体通过以下步骤获得：分析不同类型DG的故障暂态特性以及故障等值方法，计算系统短路电流所含分量，并揭示短路电流三个相分量之间的关系；根据故障边界条件，获取系统故障稳态分量，再结合保护安装处的测量电压及测量电流，计算保护背侧等值电压和等值阻抗；构造不同故障类型下自适应方向电流保护判据。本专利技术有益效果如下：所述保护系统及方法综合考虑了全逆变型DG和半逆变型DG的故障暂态特性，形成了统一的自适应方向电流保护判据，不受DG类型影响，适应能力强；在不同运行方式和故障类型下，借助测量电流和电压根据不同判据在线计算整定值，可靠性较高；自适应限时电流速断保护在应对电压跌落和低电压穿越等情况时，可正确动作，灵敏度较高。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。图1为一种含DG配电网电流保护仿真系统结构图；图2为简单配电系统等值电路图；图3a为配电系统正常状态网络等值电路图；图3b为配电系统故障稳态附加网络等值电路图；图3c为配电系统故障暂态附加网络等值电路图；图4为下级线路故障下分支系数对电流保护的影响示意图；图5为一种含DG配电网电流保护方法的方法流程图。具体实施方式下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理。根据本专利技术的一个具体实施例，公开了一种含DG配电网电流保护系统及方法，如图1所示，所述系统包括故障信息采集模块、自适应电流保护模块和保护动作模块，其中，所述故障信息采集模块用于采集二次保护装置安装处的配电网参数数据，并上传至自适应电流保护模块；具体地，所述故障信息采集模块包括保护安装处的电流互感器、电压互感器，利用上述两种互感器的测量值计算得出测量阻抗、电压电流稳态分量、电压电流突变量等配电网参数数据。所述参数数据可以通过光纤、网线等通信链路上传至自适应电流保护模块。所述自适应电流保护模块用于处理故障信息采集模块上传的配本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含DG配电网电流保护方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、故障信息采集模块采集二次保护装置安装处的配电网参数数据，并上传至自适应电流保护模块；步骤S2、自适应电流保护模块对信息采集模块上传的参数数据进行处理，根据预设动作判据识别故障信息并得到相应决策结果，并将决策结果发送到保护动作模块；步骤S3、保护动作模块根据所述决策结果，向相应的断路器发送跳闸信号，驱动跳闸动作。

【技术特征摘要】
1.一种含DG配电网电流保护方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、故障信息采集模块采集二次保护装置安装处的配电网参数数据，并上传至自适应电流保护模块；步骤S2、自适应电流保护模块对信息采集模块上传的参数数据进行处理，根据预设动作判据识别故障信息并得到相应决策结果，并将决策结果发送到保护动作模块；步骤S3、保护动作模块根据所述决策结果，向相应的断路器发送跳闸信号，驱动跳闸动作。2.根据权利要求1所述的含DG配电网电流保护方法，其特征在于，所述配电网参数数据包括：保护安装处故障电流Imf，自适应电流Ⅰ段动作电流IZDZ,Ⅰ，保护背侧等值电势保护背侧等值阻抗Ze，线路阻抗ZL，最大灵敏度角保护安装处正序故障电压稳态分量保护安装处不含DG突变电流的正序故障电流稳态分量保护安装处测量电压保护安装处故障电压突变量保护安装处故障电流图变量自适应电流Ⅱ段动作电流IZDZ,Ⅱ，本线路阻抗ZsL，下级线路阻抗ZnL，下级线路Ⅰ段保护范围βnL，分支系数Kb。3.根据权利要求1所述的含DG配电网电流保护方法，其特征在于，所述动作判据为不同故障类型下自适应方向电流保护判据，包括：两相短路下自适应电流Ⅰ段的动作判据、三相短路下自适应电流Ⅰ段的动作判据、两相短路下自适应电流Ⅱ段的动作判据和三相短路下自适应电流Ⅱ段的动作判据。4.根据权利要求1所述的含DG配电网电流保护方法，其特征在于，所述自适应方向电流保护判据通过以下步骤获得：子步骤S21、分析不同类型DG的故障暂态特性以及故障等值方法，计算系统短路电流所含分量，得到短路电流三个相分量之间的关系；子步骤S22、根据故障边界条件，获取系统故障稳态分量，结合保护安装处的测量电压及测量电流，计算保护背侧等值电压和等值阻抗；子步骤S23、构造不同故障类型下自适应方向电流保护判据。5.根据权利要求3所述的含DG配电网电流保护方法，其特征在于，所述判据本身具有故障类型判断机制，只要满...

【专利技术属性】
技术研发人员：马静，康胜阳，张伟波，康文博，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京;11