配电网差动保护系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种配电网差动保护系统及方法，该系统包括：差动保护主机、智能采集终端、光线路终端以及光网络单元；可实现差动保护的灵活扩展，适应配网系统灵活多变的接线和运行方式，适应分布式能源的灵活接入，确保配网保护的选择性、快速性、可靠性和灵敏性，实现故障的快速定位和切除；同时，采用无源光网络，可用一根主干光纤纤芯和若干分支纤芯实现多个终端的灵活接入，可大量节约光纤资源，并且在保证同步性能和SMV、GOOSE报文快速可靠传输的基础上，还能传输MMS报文，实现智能采集终端的远端配置和信息调用，实现对多电源网络的配电网的差动保护。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统继电保护
，特别涉及一种配电网差动保护系统及方法。
技术介绍
传统配电网不考虑分布式能源接入，故障电流只存在于电源和故障点之间，通常仅在变电站10kV线路出口配置带方向的过流保护，该方案的优点是配置简单，缺点是选择性差，即使为分支线路安装过流保护装置，但由于配网线路电气距离短，10kV出口处和分支线路过流保护定值大小无法区分，只能通过让10kV出口处过流保护延时动作来确保选择性。另一方面，当主干线发生故障时，如果不在主干线分段断路器安装保护，将导致全线失电；若分段断路器安装过流保护，仍然只能通过延时来确保过流保护的选择性，分段较多时，将导致变电站出口处保护动作速度非常慢。为了满足故障切除的快速性和故障定位的准确性，当前一种主流的做法是故障发生时，由变电站出口断路器快速切除故障，然后根据分段故障指示器定位故障，即故障点前的故障指示器由故障电流触发给出故障信号，然后由巡线工或联网得到故障信号，最终确定故障点。采用该方案能相对精确定位故障点，但也会引起非故障段停电，停电时间从几分钟到数十分钟不等。随着分布式新能源的逐步推广，配网系统由辐射状逐步演变为多电源网络，故障发生时，不仅有从系统侧流向故障点的电流，也有从分布式电源侧流向故障点的电流，这使得现有的技术中根据故障指示器来确定故障点的方法不再适用于多电源网络的配电网。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于提供一种配电网差动保护系统及方法，以解决现有的技术中根据故障指示器来确定故障点的方法不再适用于多电源网络的配电网的问题。根据本专利技术实施例第一方面，提供了一种配电网差动保护系统，主母线、从母线以及连接于所述主母线和所述从母线之间的配网线路，所述主母线设有主断路器，所述从母线设有从断路器，所述系统包括：差动保护主机、数个智能采集终端、光线路终端以及数个光网络单元；所述差动保护主机与所述主母线连接；所述数个智能采集终端与所述从母线连接；所述光线路终端与所述差动保护主机连接；所述数个光网络单元分别与所述数个智能采集终端连接；所述光线路终端与一根主干光纤纤芯相连，所述主干光纤纤芯与数个无源分光器连接，所述数个光网络单元分别与所述数个无源分光器连接；所述差动保护主机用于根据所述主母线采集第一电气量；接收所述从母线的第二电气量；根据所述第一电气量和所述第二电气量计算得出差动电流；根据所述差动电流判断所述配网线路是否发生故障；如果所述配网线路发生故障，则所述差动保护主机发出所述主断路器及所述从断路器的跳闸信号；所述智能采集终端用于根据所述从母线同步采集所述第二电气量。所述光线路终端和所述光网络单元仅传输商用数据。所述光线路终端和所述光网络单元用专用芯片或FPGA实现，作为单独装置独立运行。根据本专利技术实施例第二方面，提供一种配电网差动保护方法，用于上述配电网差动保护系统，所述方法包括如下步骤：所述差动保护主机根据主母线采集第一电气量；所述差动保护主机接收第二电气量，所述第二电气量为所述智能采集终端根据所述从母线同步采集得到；所述差动保护主机根据所述第一电气量和所述第二电气量计算得出差动电流；根据所述差动电流判断所述配网线路是否发生故障；如果所述配网线路发生故障，则所述差动保护主机发出所述主断路器及所述从断路器的跳闸信号。所述差动保护主机接收第二电气量，具体为：所述光线路终端和所述光网络单元之间通过私有协议交换电气量信息，或通过IEC61850协议交换SMV、GOOSE报文和MMS报文。所述光线路终端和所述光网络单元之间通过IEC61850协议交换SMV、GOOSE报文和MMS报文，具体为：所述SMV、所述GOOSE报文和所述MMS报文带宽分配采用固定轮询周期和动态带宽分配的方法。所述SMV、GOOSE报文和MMS报文带宽分配采用固定轮询周期和动态带宽分配的方法，具体为：设置一种新的REPORT上传和/或GATE下发机制，上行带宽划分为所述SMV、所述GOOSE报文、所述MMS报文三类，设置三个优先级，所述SMV优先级最高，所述GOOSE报文次之，所述MMS报文最低。所述智能采集终端根据所述从母线同步采集，具体为：采用延时补偿手段或IEEE标准对时方式实现采样信息同步。所述采用延时补偿手段或IEEE标准对时方式实现采样信息同步，具体为：所述光线路终端根据内部晶振、同步于外部GPS或北斗时钟，输出秒脉冲或对时报文至所述差动保护主机；所述差动保护主机的采样脉冲同步于所述光线路终端的秒脉冲或对时报文；所述光网络单元通过延时补偿手段或IEEE标准和所述光线路终端的秒脉冲实现同步对时，并输出秒脉冲或对时报文；所述智能采集终端的采样脉冲同步于所述光网络单元的秒脉冲或对时报文。由以上技术方案可知，本专利技术的配电网差动保护系统及方法，所述配电网包括：主母线、从母线以及连接于所述主母线和所述从母线之间的配网线路，所述主母线设有主断路器，所述从母线设有从断路器，主母线、从母线以及连接于主母线和从母线之间的配网线路，主母线设有主断路器，从母线设有从断路器，系统包括：差动保护主机、数个智能采集终端、光线路终端以及数个光网络单元；差动保护主机与主母线连接；数个智能采集终端与从母线连接；光线路终端与差动保护主机连接；数个光网络单元分别与数个智能采集终端连接；光线路终端与一根主干光纤纤芯相连，主干光纤纤芯与数个无源分光器连接，数个光网络单元分别与数个无源分光器连接；差动保护主机用于根据主母线采集第一电气量；接收从母线的第二电气量；根据第一电气量和第二电气量计算得出差动电流；根据差动电流判断配网线路是否发生故障；如果配网线路发生故障，则差动保护主机发出主断路器及从断路器的跳闸信号；智能采集终端用于根据从母线同步采集第二电气量；可实现差动保护的灵活扩展，适应配网系统灵活多变的接线和运行方式，适应分布式能源的灵活接入，确保配网保护的选择性、快速性、可靠性和灵敏性，实现故障的快速定位和切除；同时，采用无源光网络，可用一根主干光纤纤芯和若干分支纤芯实现多个终端的灵活接入，可大量节约光纤资源，并且在保证同步性能和SMV、GOOSE报文快速可靠传输的基础上，还能传输MMS报文，实现智能采集终端的远端配置和信息调用，实现对多电源网络的配电网的差动保护。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为根据一优选实施例示出的一种配电网差动保护系统的示意图；图2为根据一优选实施例示出的一种配电网差动保护方法的流程图；图3是改进的固定轮询周期动态带宽分配算法原理示意图。图示说明：其中，1-差动保护主机，2-智能采集终端，3-主干光纤纤芯，10-主母线，11-主断路器，20-从母线，21-从断路器，201-光线路终端，202-光网络单元，30-配网线路。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配电网差动保护系统，所述配电网包括：主母线、从母线以及连接于所述主母线和所述从母线之间的配网线路，所述主母线设有主断路器，所述从母线设有从断路器，其特征在于，所述系统包括：差动保护主机、数个智能采集终端、光线路终端以及数个光网络单元；所述差动保护主机与所述主母线连接；所述数个智能采集终端与所述从母线连接；所述光线路终端与所述差动保护主机连接；所述数个光网络单元分别与所述数个智能采集终端连接；所述光线路终端与一根主干光纤纤芯相连，所述主干光纤纤芯与数个无源分光器连接，所述数个光网络单元分别与所述数个无源分光器连接；所述差动保护主机用于根据所述主母线采集第一电气量；接收所述从母线的第二电气量；根据所述第一电气量和所述第二电气量计算得出差动电流；根据所述差动电流判断所述配网线路是否发生故障；如果所述配网线路发生故障，则所述差动保护主机发出所述主断路器及所述从断路器的跳闸信号；所述智能采集终端用于根据所述从母线同步采集所述第二电气量。

【技术特征摘要】
1.一种配电网差动保护系统，所述配电网包括：主母线、从母线以及连接于所述主母线和所述从母线之间的配网线路，所述主母线设有主断路器，所述从母线设有从断路器，其特征在于，所述系统包括：差动保护主机、数个智能采集终端、光线路终端以及数个光网络单元；所述差动保护主机与所述主母线连接；所述数个智能采集终端与所述从母线连接；所述光线路终端与所述差动保护主机连接；所述数个光网络单元分别与所述数个智能采集终端连接；所述光线路终端与一根主干光纤纤芯相连，所述主干光纤纤芯与数个无源分光器连接，所述数个光网络单元分别与所述数个无源分光器连接；所述差动保护主机用于根据所述主母线采集第一电气量；接收所述从母线的第二电气量；根据所述第一电气量和所述第二电气量计算得出差动电流；根据所述差动电流判断所述配网线路是否发生故障；如果所述配网线路发生故障，则所述差动保护主机发出所述主断路器及所述从断路器的跳闸信号；所述智能采集终端用于根据所述从母线同步采集所述第二电气量。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光线路终端和所述光网络单元仅传输商用数据。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述光线路终端和所述光网络单元用专用芯片或FPGA实现，作为单独装置独立运行。4.一种配电网差动保护方法，用于权利要求1所述的配电网差动保护系统，所述方法包括如下步骤：所述差动保护主机根据主母线采集第一电气量；所述差动保护主机接收第二电气量，所述第二电气量为所述智能采集终端根据所述从母线同步采集得到；所述差动保护主机根据所述第一电气量和所述第二电气量计算得出差动电流；根据所述差动电流判断所述配网线路是否发生故障；如果所述配网线路发生故障，则所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘柱揆，曹敏，胡凡君，董涛，许守东，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：云南;53