一种直流配电网网络化保护系统技术方案

本发明专利技术涉及一种直流配电网网络化保护系统，将直流配电网分为至少一个母线区域和至少一个联络线区域，每个母线区域均划分为至少一个母线间隔，每个联络线区域均划分为至少一个联络线间隔，在各母线间隔和各联络线间隔中分别设置母线间隔就地保护单元和联络线间隔就地保护单元，各母线间隔就地保护单元与各母线间隔一一对应，各联络线间隔就地保护单元与各联络线间隔一一对应。各区域配置不同原理和逻辑的保护功能，使得不同类型区域内的各保护单元能够结合本区域内其他间隔保护单元的故障信息准确定位故障，提高了直流配电网保护的选择性及其供电的可靠性。

A Network Protection System for DC Distribution Network

【技术实现步骤摘要】
一种直流配电网网络化保护系统
本专利技术涉及电力系统配电网继电保护
，特别是一种直流配电网网络化保护系统。
技术介绍
随着直流用电负荷日益增多及越来越多光伏、风电等新能源的接入，传统的交流电网产生了一系列电能质量问题。一方面，新能源的间歇波动特性导致系统电压及频率的无规律波动和冲击，且电力电子设备向系统注入复杂的谐波。另一方面，直流充电桩、数据中心等直流负荷采用交流电源供电时，须对电源经过多级变换才能工作，损耗较大。相对于交流配电网的诸如此类问题，直流配电网具有独特的技术优势，作为未来配电网发展的重要方向，中低压直流配电网应用日趋增多。中低压直流配电的典型拓扑结构有基于单母线的配电系统，还有环状、放射状、两端配电等多种结构。无论何种拓扑，由于通常接入的光伏、风电及充能等分布式电源很多，且直流负荷具有多种电压等级，因此系统一般存在多级连接的形式，结构非常复杂。目前直流配电网并非只有一种间隔，每种间隔由于种类不同，对应的保护装置的保护原理和保护过程不同，间隔之间的数据信息无法交互。因此，各间隔通常配置以过电流保护为主的单端量保护，不采集其它间隔的相关信息，且与系统中其它间隔的保护无信息交互。当系统故障时，只能根据自身间隔的故障信息进行简单的故障判别，无法结合其他间隔的故障信息进行更加准确的故障判断，也无法实现系统故障准确定位，而且，单一间隔的故障判断易引起大量开关误动，导致系统大面积停电，不能满足保护选择性及系统供电可靠性的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种直流配电网网络化保护系统，用以解决各间隔只根据自身的故障信息进行故障判别，无法结合其他间隔的故障信息进行更加准确的故障判断的问题。为了实现上述目的，本专利技术提供一种直流配电网网络化保护系统，该网络化保护系统对应的直流配电线路分为至少一个母线区域和至少一个联络线区域，每一个母线区域均包括至少一个母线间隔，每一个联络线区域均包括至少一个联络线间隔，所述网络化保护系统包括设置在各母线间隔中的母线间隔就地保护单元，各母线间隔就地保护单元与各母线间隔一一对应，所述网络化保护系统包括设置在各联络线间隔中的联络线间隔就地保护单元，各联络线间隔就地保护单元与各联络线间隔一一对应，各母线间隔就地保护单元实现对应母线间隔的故障检测和保护，并与所属母线区域的其他母线间隔就地保护单元进行故障信息交互，形成母线区域保护子系统；各联络线间隔就地保护单元实现对应联络线间隔的故障检测和保护，并与所属联络线区域的其他联络线间隔就地保护单元进行故障信息交互，形成联络线区域保护子系统。有益效果是，将配电网整体分成母线区域和联络线区域两大类区域，不同类型的区域对应的间隔不同，对应的保护原理和保护逻辑不相同，不同类型的间隔配设有相应的保护单元能够进行比较准确的故障判断，在中低压直流配电网中将保护单元就地分布式配置、单端量采集、方案简单且功能可靠的直流配电网网络化保护，该保护简单可靠，不仅能够根据各间隔自身的故障信息进行故障判别，还能够结合其他间隔的故障信息进行更加准确的故障判断，提高了保护的选择性及中低压直流配电网供电的可靠性。进一步地，为了便于实现母线间隔就地保护，母线间隔就地保护单元包括用于采集相应母线间隔模拟量信息的第一AI模块、用于采集相应母线间隔开关量信息的第一DI模块、用于输出相应跳闸出口信息的第一DO模块、用于与所属母线区域的其他母线间隔就地保护单元进行交互的第一交互接口以及用于实现故障检测与保护的母线保护功能模块；联络线间隔就地保护单元包括用于采集相应联络线间隔模拟量信息的第二AI模块、用于采集相应联络线间隔开关量信息的第二DI模块、用于输出相应跳闸出口信息的第二DO模块、用于与所属联络线区域的其他联络线间隔就地保护单元进行交互的第二交互接口以及用于实现故障检测与保护的联络线保护功能模块。进一步地，为了保证母线间隔就地保护能够应对多种情况，所述母线间隔包括不带联络功能的有源间隔、母联间隔和纯负荷无源间隔，所述不带联络功能的有源间隔对应的母线间隔就地保护单元为第一母线间隔就地保护单元，所述母联间隔对应的母线间隔就地保护单元为第二母线间隔就地保护单元，所述纯负荷无源间隔对应的母线间隔就地保护单元为第三母线间隔就地保护单元，所述第一母线间隔就地保护单元中的母线保护功能模块设置有经正方向闭锁的过电流保护和经反方向闭锁的过电流保护两套保护，所述第二母线间隔就地保护单元中的母线保护功能模块设置有一套母联间隔过电流保护，所述第三母线间隔就地保护单元中的母线保护功能模块设置有一套纯负荷无源间隔过电流保护；所述联络线保护功能模块设置有带联络功能的联络线间隔正方向过电流保护和带联络功能的联络线间隔反方向过电流保护两套保护。进一步地，为了精准实现母线间隔就地保护，设定各就地保护单元电流正方向均以母线流入各间隔为参考正方向，所述第一母线间隔就地保护单元的经反方向闭锁的过电流保护逻辑为：当母线任一有源间隔出现过电流且功率方向为反方向，经第一确认时间T1后没有收到其他间隔的正方向启动信号，则判定故障点在母线上，反方向过电流保护，经第一延时时间t1动作切除故障；所述第一母线间隔就地保护单元的经正方向闭锁的过电流保护逻辑为：当母线不带联络功能的任一有源间隔出现过电流且功率方向为正方向，则判定故障点在本有源间隔对应的支路上，正方向过流保护动作，经第二延时时间t2跳开本支路，再第三延时时间t3联跳其他有源间隔对应的支路；所述第二母线间隔就地保护单元的过电流保护逻辑为：当母联间隔出现过电流，若经第二确认时间T2后没有收到母联间隔相连的两段母线上所有间隔的正方向启动信号，则判定故障点在与母联间隔相连的母线上，此时保护动作经第四延时时间t4跳开母联开关，再第五延时时间t5联跳两段母线上的所有有源间隔；所述第三母线间隔就地保护单元的过电流保护逻辑为：当任一无源间隔出现过电流且功率方向为正方向，则判定故障点在本无源间隔对应的支路上，正方向过流保护动作，经第六延时时间t6跳开本支路，再第七延时时间t7联跳其他有源间隔对应的支路；所述带联络功能的联络线间隔正方向过电流保护逻辑为：当联络线间隔的任一侧出现过电流且功率方向为正方向时，若第三确认时间T3后联络线本侧收到联络线对侧的正方向故障启动信号或联络线对侧开关处于分位，判定故障点在联络线上，正方向过电流保护动作经第八延时时间t8跳开本联络线两侧开关，第九延时时间t9联跳与本联络线相邻的有源间隔；所述带联络功能的联络线间隔反方向过电流保护逻辑为：当联络线间隔的任一侧出现过电流且功率方向为反方向，经第四确认时间T4后没有收到与本侧母线相连的其他支路的正方向启动信号，则判定故障点在母线上，反方向过电流保护，经第十延时时间t10动作切除故障。进一步地，在实现上述功能的同时实现故障的定位，各母线间隔就地保护单元结合本母线间隔的故障信息以及所属母线区域的其他母线间隔的故障信息进行故障定位，各联络线间隔就地保护单元结合本联络线间隔的故障信息以及所属联络线区域的其他联络线间隔的故障信息进行故障定位。进一步地，为了便于保护子系统的管理，所有的母线区域保护子系统和联络线区域保护子系统之间进行故障信息交互，形成过程层网络。附图说明图1是本专利技术的一种直流配电网的示意图；图2是本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流配电网网络化保护系统，该网络化保护系统对应的直流配电线路分为至少一个母线区域和至少一个联络线区域，每一个母线区域均包括至少一个母线间隔，每一个联络线区域均包括至少一个联络线间隔，其特征在于，所述网络化保护系统包括设置在各母线间隔中的母线间隔就地保护单元，各母线间隔就地保护单元与各母线间隔一一对应，所述网络化保护系统包括设置在各联络线间隔中的联络线间隔就地保护单元，各联络线间隔就地保护单元与各联络线间隔一一对应，各母线间隔就地保护单元实现对应母线间隔的故障检测和保护，并与所属母线区域的其他母线间隔就地保护单元进行故障信息交互，形成母线区域保护子系统；各联络线间隔就地保护单元实现对应联络线间隔的故障检测和保护，并与所属联络线区域的其他联络线间隔就地保护单元进行故障信息交互，形成联络线区域保护子系统。

【技术特征摘要】
1.一种直流配电网网络化保护系统，该网络化保护系统对应的直流配电线路分为至少一个母线区域和至少一个联络线区域，每一个母线区域均包括至少一个母线间隔，每一个联络线区域均包括至少一个联络线间隔，其特征在于，所述网络化保护系统包括设置在各母线间隔中的母线间隔就地保护单元，各母线间隔就地保护单元与各母线间隔一一对应，所述网络化保护系统包括设置在各联络线间隔中的联络线间隔就地保护单元，各联络线间隔就地保护单元与各联络线间隔一一对应，各母线间隔就地保护单元实现对应母线间隔的故障检测和保护，并与所属母线区域的其他母线间隔就地保护单元进行故障信息交互，形成母线区域保护子系统；各联络线间隔就地保护单元实现对应联络线间隔的故障检测和保护，并与所属联络线区域的其他联络线间隔就地保护单元进行故障信息交互，形成联络线区域保护子系统。2.根据权利要求1所述的直流配电网网络化保护系统，其特征在于，母线间隔就地保护单元包括用于采集相应母线间隔模拟量信息的第一AI模块、用于采集相应母线间隔开关量信息的第一DI模块、用于输出相应跳闸出口信息的第一DO模块、用于与所属母线区域的其他母线间隔就地保护单元进行交互的第一交互接口以及用于实现故障检测与保护的母线保护功能模块；联络线间隔就地保护单元包括用于采集相应联络线间隔模拟量信息的第二AI模块、用于采集相应联络线间隔开关量信息的第二DI模块、用于输出相应跳闸出口信息的第二DO模块、用于与所属联络线区域的其他联络线间隔就地保护单元进行交互的第二交互接口以及用于实现故障检测与保护的联络线保护功能模块。3.根据权利要求2所述的直流配电网网络化保护系统，其特征在于，所述母线间隔包括不带联络功能的有源间隔、母联间隔和纯负荷无源间隔，所述不带联络功能的有源间隔对应的母线间隔就地保护单元为第一母线间隔就地保护单元，所述母联间隔对应的母线间隔就地保护单元为第二母线间隔就地保护单元，所述纯负荷无源间隔对应的母线间隔就地保护单元为第三母线间隔就地保护单元，所述第一母线间隔就地保护单元中的母线保护功能模块设置有经正方向闭锁的过电流保护和经反方向闭锁的过电流保护两套保护，所述第二母线间隔就地保护单元中的母线保护功能模块设置有一套母联间隔过电流保护，所述第三母线间隔就地保护单元中的母线保护功能模块设置有一套纯负荷无源间隔过电流保护；所述联络线保护功能模块设置有带联络功能的联络线间隔正方向过电流保护和带联络功能的联络线间隔反方向过电流保护两套保护。4.根据权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洋，李俊刚，姜睿智，孟乐，常彦彦，孙文龙，吴水兰，张建雨，薛建民，张敬安，庞杰锋，冀娟，
申请(专利权)人：许继集团有限公司，许昌许继软件技术有限公司，许继电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41