基于DG并网电力系统高容纳性保护方法技术方案

本发明专利技术公开了基于DG并网电力系统高容纳性保护方法，包括：线路发生故障时，根据并网DG系统侧并网线是否加装纵联差动保护来进行相应的保护动作；并网DG系统侧并网线加装纵联差动保护，当线路发生故障时，线路保护动作跳开线路系统侧断路器，联切并网线开关；并网DG系统侧并网线没有纵联差动保护，当线路发生故障时，线路保护动作跳开线路系统侧断路器，主变高后备零序过压跳开变压器高压侧开关并联切DG并网线开关。灵活性好，可接纳性强，可以保证系统的安全可靠运行，也可最大程度保证DG运营商的利益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于DG并网电力系统高容纳性保护方法。
技术介绍
在智能电网迅猛发展的今天，预测未来越来越多的新发电建设将由IPP(独立发电商)完成。许多分散机组将在较小的工业和商业设施与电网并网，以共享或“调峰”方式减少通过当地负载能量消耗，这种基于“汇沙成塔”的发电模式在带来效益、便捷的同时，也使得分布式电源的管理成为各方关注的焦点。大多数分布式发电单元(以下简称“DG”)通常会通过中间设备连接到供电系统配网和变电站。而这些电网在设计之初是按照辐射式供电网络设计的，并未考虑到当地DG发展的一定程度时对当地“故障状态”的影响。而众所周知，DG孤岛运行方式接带外部负荷的方式是不允许的，主要有两个原因：1.在DG孤岛运行会使自动重合闸，以及手动切换时要求发电机/负载(孤岛)到供电系统的同步过程变得复杂化。2.电能质量(电压、频率和谐波)通常不能在DG孤岛运行时维持在可接受水平，会造成供电客户设备损害。考虑周全的保护设计应同时解决DG业主和供电系统双方的利益，在费用较低的水平下维持双方利益的最大化。在DG中，并网保护功能是通过检测DG异步的“防孤岛”状态实现的，换句话说，在系统确定发电机已脱网的状态下才能进行下一步的保护行为。因此“孤岛状态”的检测和连接点跳闸必须足够快速才能使系统侧自动重合闸得以正确执行。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决上述问题，提供基于DG并网电力系统高容纳性保护方法，灵活性好，可接纳性强，可以保证系统的安全可靠运行，也可最大程度保证DG运营商的利益。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：基于DG并网电力系统高容纳性保护方法，包括：线路发生故障时，根据并网DG系统侧并网线是否加装纵联差动保护来进行相应的保护动作；并网DG系统侧并网线加装纵联差动保护，当线路发生故障时，线路保护动作跳开线路系统侧断路器，联切并网线开关；并网DG系统侧并网线没有纵联差动保护，当线路发生故障时，线路保护动作跳开线路系统侧断路器，主变高后备零序过压跳开变压器高压侧开关并联切DG并网线开关。主变发生故障时，不论并网DG系统侧并网线是否加装纵联差动保护，都是主变保护动作跳开变压器高低侧断路器并联DG并网线开关。并网DG系统发生故障时，不论并网DG系统侧并网线是否加装纵联差动保护，都是保护动作隔离故障点，并网DG低频低压解列、过流快速动作与系统解列，进入孤岛运行方式。并网DG系统侧并网线加装纵联差动保护，当线路发生故障时，如果是非计划性孤岛，那么并网DG系统与变电站母线连接的开关采用检无压重合。并网DG系统侧并网线加装纵联差动保护，当线路发生故障时，如果是计划性孤岛，并网DG系统配置线路PT，采用检同期重合。并网DG系统侧并网线没有纵联差动保护时，变压器中低压侧分列运行。并网DG系统侧并网线没有纵联差动保护时，高压进线备投在系统侧开关跳开后，经频率变化率启动备投，跳开高压侧开关并联切DG并网线开关。并网DG系统侧并网线没有纵联差动保护时，上网变压器的高低侧中性点经间隙接地，零序过压动作跳开主变两侧开关并联切DG并网线开关。本专利技术的有益效果：本专利技术对高渗透度下的DG并网的情况，根据并网DG性质、并网方式、故障时是否采用孤岛运行方式以及相应系统侧的保护配置，给出了具有针对性的、保证系统可靠运行又不失开放性的保护方案。这种灵活性好、可接纳性强的保护方案，不仅可以保证系统的安全可靠运行，也可最大程度保证DG运营商的利益，实现真正意义上的双赢。附图说明图1为并网变压器二次边的典型保护配置；图2为通过变压器原边侧Y接地方式并网DG典型保护配置；图3为标准原则框架及相应工程实践标准映射；图4为分布式电源经专线接入10kV(6kV)～35kV系统典型接线；图5为分布式电源经专线接入系统(有差动保护)保护及解列方案；图6为风电场接入110kV变电站接线图；图7为零序过流保护保护定值图；图8为DG接入110kV变电站接线图(无差动保护)；图9为DG并网过渡期的保护及解列方案；图10为不同故障时变压器各侧零序电流及零序电压；图11(a)为故障情形(1)的仿真图；图11(b)为故障情形(2)的仿真图；图11(c)为故障情形(3)的仿真图。具体实施方式下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。1DG及基本原则1.1DG标准设定原理在试图推动DG并网标准和准则方面，电力系统多次努力尝试进行了DG“规范”并网保护要求。主要做法如下：A.对DG发电机的类型做分类：各种类型DG发电机可以被分为三大类：1)同步发电机：包含发动机、燃气轮机和小水电2)感应发电机：主要是风力发电机3)异步发电机：包含微型涡轮机、燃料电池以及光伏。这些发电机类型具有不同的电特性并因此具有不同的互连保护要求。目前最常见的类型DG是同步发电机。B.发布IEEE-1547规范，尝试为DG互连提供国家标准：但是IEEE-1547对DG互联保护要求提供了非常有限的实际指导。它要求过/欠频率和过压/欠压互联保护。它清楚地定义了在DG和供电系统公共耦合(PCC)点之间安装互联保护。该标准还规定DG并网操作要求，但没有提供解决方案或可选方案，以满足这些要求。以下关键问题并没有得到解决：1)潜在的过电压；2)互连变压器的选择；3)DG侧保护与系统侧保护的配合；4)系统侧非全相或失步保护没有达到动作水平而造成的不平衡电流损坏DG。C.有些并网点的保护使用的是“保险丝”型的设计，采用尽量不跃级跳开线路并网点的方式。有些保护采用线路重合闸和分段器设计，但自动重合闸的实际使用方法也各不相同。综上所述，我们在工程实践中急需可以直接指导工程实践的规范及标准。1.2PCC点并网保护与发电机保护通常情况下，继电保护配置保护要求是由DG业主或是电力系统指导准则决定的。这些准则一般包括用于小型发电机。大型发电机，一般超过10MVA，则需要进行项目单独审查，并通常连接到输电系统。这些大型发电机通常不采用特定并网保护，因为它们是作为输电系统的保护。DG(10MVA或更小)通常连接到配电系统或变电站。而配电网是按单电源辐射网设计的。当DG接入时就会在当地增加一个新的电源点，它会重新分配供电电路的负载和故障电流，成为“过电压”的潜在来源。通常情况下，这些发电机并网保护是建立在公共并网(PCC)点的。如图1所示。并网保护配置满足相关要求时才允许DG并网。此保护的功能是三个方面：1、当DG与系统不再同步时，断开DG。2、防止供电系统因DG并网所造成的损坏，包括因DG提供的故障电流造成的瞬时过电压。3.保护DG不受供电系统的损害，特别是系统故障后的自动重合闸。对于普通的发电机保护，它会自动检测发电机内部短路和异常运行工况条件，例如失磁、反功率、过励磁和不平衡电流。但对于较小的DG，大多数是由DG业主选择发电机的保护配置水平，这往往是不够的。现在一般由供电公司对并网保护配置进行原则性指导。通常情况下，以下几个方面会做具体要求：1)并网变压器的绕组结构；2)CT和VT要求；3)保护功能要求；4)DG脱网速度的要求；5)涉网保护定值与系统侧保护动作的要求。1.3PCC点并网保护原则要求及工程实践延伸图2是IEEE1547规范中的保护的配置原则，可以映射为图3中的具体保护配置要求。即1)通过PCC并网保护本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于DG并网电力系统高容纳性保护方法，其特征是，包括：线路发生故障时，根据并网DG系统侧并网线是否加装纵联差动保护来进行相应的保护动作；并网DG系统侧并网线加装纵联差动保护，当线路发生故障时，线路保护动作跳开线路系统侧断路器，联切并网线开关；并网DG系统侧并网线没有纵联差动保护，当线路发生故障时，线路保护动作跳开线路系统侧断路器，主变高后备零序过压跳开变压器高压侧开关并联切DG并网线开关。

【技术特征摘要】
1.基于DG并网电力系统高容纳性保护方法，其特征是，包括：线路发生故障时，根据并网DG系统侧并网线是否加装纵联差动保护来进行相应的保护动作；并网DG系统侧并网线加装纵联差动保护，当线路发生故障时，线路保护动作跳开线路系统侧断路器，联切并网线开关；并网DG系统侧并网线没有纵联差动保护，当线路发生故障时，线路保护动作跳开线路系统侧断路器，主变高后备零序过压跳开变压器高压侧开关并联切DG并网线开关。2.如权利要求1所述基于DG并网电力系统高容纳性保护方法，其特征是，主变发生故障时，不论并网DG系统侧并网线是否加装纵联差动保护，都是主变保护动作跳开变压器高低侧断路器并联DG并网线开关。3.如权利要求1所述基于DG并网电力系统高容纳性保护方法，其特征是，并网DG系统发生故障时，不论并网DG系统侧并网线是否加装纵联差动保护，都是保护动作隔离故障点，并网DG低频低压解列、过流快速动作与系统解列，进入孤岛运行方式。4.如权利要求1所述基于DG并网电力系统高容纳性...

【专利技术属性】
技术研发人员：林霞，李可，孔令元，李崭，廉震，冯相军，王祥军，刘朋，万卫东，种法超，李强，胡太元，王龙，石磊，时永，田凤字，揭一鸣，韩松，崔岩，王婷婷，张琳，张立卓，江海旗，高常德，王抒阅，李扬，王金凤，于华，陈珊，孟庆红，李瑶，朱新颖，张英彬，王群，薛会，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司枣庄供电公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：山东;37