一种含分布式电源的合环配电网保护方法技术

本发明专利技术公开了一种含分布式电源的合环配电网保护方法，将DG接入配电网一条供电支路，并在DG接入母线上设置一台DG断路器，所述DG断路器用于短路电流检测和方向判断；将带有DG的供电支路的末端与另一条供电支路的末端通过联络开关相连接形成合环配电网；合环配电网采用纵联过流保护方法，若DG接入母线上游故障，可由上游线路对侧保护动作隔离故障，DG保持供电；若DG接入母线下游故障，则由下游线路保护动作隔离，DG保持供电。本发明专利技术可在很短时间内隔离合环配电网任一处故障，且至多损失一条母线负荷，不切除DG，可有效提升合环配电网供电可靠性和DG利用率。

A protection method of closed loop distribution network with distributed power supply

【技术实现步骤摘要】
一种含分布式电源的合环配电网保护方法
本专利技术涉及一种含分布式电源的合环配电网保护方法，属于电力系统安全运行

技术介绍
目前，随着我国政策扶持和相关装备制造技术不断成熟完善，配电网中接入了大量光伏、风电等分布式电源(DistributedGeneration，DG)。同时，由于DG渗透率升高及用户对供电可靠性要求，配电网合环运行具有其急迫性。针对含DG合环配电网，制定合理的保护方案，可实现环内故障的快速、小范围有效隔离，促进系统运行安全、可靠和新能源消纳。针对含DG合环配电网的保护方案，解环定时限过流保护策略充分利用原有开环定时限过流保护，不增设断路器和方向元件等配置，但难以提升合环运行的供电可靠性和DG利用率；方向定时限过流保护在线路两端均配置断路器，且加装方向元件，该方法可精确隔离故障，但加装断路器较多、投资巨大，且由于保护时限配合需要，不能保证靠近系统故障的快速隔离；通过同步相量测量装置采样数据和网络参数辨识故障并定位，以此实现故障隔离，该方案对系统配置和通信要求较高；基于信息共享的广域保护控制方案，采用了可扩展差动保护和基于负载灵敏度的负荷切除方法，同样存在投资巨大和通信要求较高的问题。
技术实现思路
目的：为了克服现有技术中存在的不足，基于投资经济、有效隔离故障原则，本专利技术提供一种含分布式电源的合环配电网保护方法。技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种含分布式电源的合环配电网保护方法，包括如下步骤：将DG接入配电网一条供电支路，并在DG接入母线上设置一台DG断路器，所述DG断路器用于短路电流检测和方向判断；将带有DG的供电支路的末端与另一条供电支路的末端通过联络开关相连接形成合环配电网；合环配电网采用纵联过流保护方法，若DG接入母线上游故障，可由上游线路对侧保护动作隔离故障，DG保持供电；若DG接入母线下游故障，则由下游线路保护动作隔离，DG保持供电。作为优选方案，所述供电支路由多段馈线依次连接组成，多段馈线的末端设置为末端线路，包括DG断路器的馈线设置为DG线路，其余馈线设置为普通线路；所述末端线路、DG线路、普通线路均设置有断路器，且每个断路器均设置有对应的保护装置。作为优选方案，所述纵联过流保护方法，具体步骤如下：如果在DG线路处发生短路故障时，DG线路上第一断路器和DG断路器所对应的第一保护装置和第二保护装置均检测到正向短路电流，且流经下游断路器为反向短路电流，因而不向第一断路器发送闭锁信号，第一保护装置触发第一断路器延时td后跳闸，并向DG断路器发信跳闸允许信号，触发CB7跳闸；此时不切除DG和任何负荷，可最小范围内实现故障隔离。如果在与末端线路相邻的普通线路处发生短路故障时，普通线路上第三断路器对应第三保护装置，第三断路器检测到正向短路电流，末端线路上第四断路器对应第四保护装置，第四断路器检测到反向短路电流，因而第三保护装置发信闭锁上游断路器，且第四保护装置不向第三断路器发送闭锁信号，第三保护装置起动触发第三断路器延时td后跳闸，并发信第四断路器跳闸；此时仅切除末端线路上负荷。如果在末端线路处发生短路故障时，末端线路上另一个第五断路器对应第五保护装置，第三保护装置和第五保护装置均检测到正向短路电流，并向对侧断路器发送跳闸允许信号，故两个对侧断路器均收到跳闸允许信号而快速跳闸，且发信闭锁上游断路器；此时不切除DG和任何负荷，可实现最小范围内的故障隔离。作为优选方案，保护装置采用导引线通信。作为优选方案，保护装置采用微波通信。作为优选方案，保护装置采用光纤通信。作为优选方案，断路器均设置有定时限过流保护功能，在t4延时后触发跳闸。有益效果：本专利技术提供的一种含分布式电源的合环配电网保护方法，仅加装一台断路器，并通过纵联通信保证保护的选择性和速动性，可在很短时间内隔离合环配电网任一处故障，且至多损失一条母线负荷，不切除DG，因而可有效提升合环配电网供电可靠性和DG利用率，具有重要推广应用价值。本专利技术具有如下优点：1、仅加装一台断路器，投资经济，且故障时无需切除DG，可促进配电网可再生能源消纳；2、纵联过流保护策略通过纵联通信，无需上下游保护间的动作时限配合，可在很短时间内隔离环内故障，且隔离范围小，至多损失一条母线，有利于提升合环配电网供电可靠性；3、通信方式结合实际情况选取，可充分利用现有资源或技术应用示范。附图说明图1为本专利技术的纵联过流保护配置图。图2为本专利技术的纵联过流保护动作逻辑图。图3为改进的IEEE14节点配电系统合环结构图。图4为f1处故障时保护检测电流波形。图5为f2处故障时保护检测电流波形。图6为f3处故障时保护检测电流波形。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作更进一步的说明。实施例：一、首先，介绍本专利技术涉及的方法原理：本专利技术的一种含分布式电源的合环配电网保护方案，详细如下：（1）为避免高昂投资成本，本专利技术采用一种纵联过流保护方法仅在DG接入母线加装一台断路器，且所有断路器均加装方向元件和通信装置，其配置如图1所示。原有配电网母线A为原电源接入母线，分别两条出线，两条出线的断路器设置如下：线路AB,线路BC,出线C分别设置有断路器CB1、CB2、CB3,线路AE、线路ED、出线D分别设置有断路器CB4、CB5、CB6,当DG接入配电网，将出线C、出线D通过联络开关进行合环，并在DG接入母线AE上设置断路器CB7。所述线路AB,线路BC、线路ED称为普通线路，线路AE称为DG线路，合环后的线路CD称为末端线路；各断路器CB1、CB2、CB3、CB4、CB5、CB6、CB7分别对应保护1、保护2、保护3、保护4、保护5、保护6、保护7。含DG配电网从开环升级为闭环运行，在DG接入母线加装一台断路器后，若母线上游故障，可由上游线路对侧保护动作隔离故障，DG保持供电；若母线下游故障，则由下游线路保护动作隔离，DG保持供电。因而仅在DG接入母线加装一台断路器，可在较少投资条件下，实现故障不切除DG，促进了可再生能演消纳。（2）本专利技术采用一种针对含DG合环配电网的纵联过流保护方法，保护间采用纵联通信，基于短路电流检测和方向判别，合环配电网上、下游保护和本线路对侧保护间发信跳闸允许/闭锁，保证保护的速动性和选择性。含DG合环配电网的纵联过流保护方法原理如下：1）对于配电网断路器CB1、CB2、CB4和CB5，若保护检测到正向短路故障电流，且未收到由下游断路器发送的闭锁信号，则起动触发本地断路器，延时td后跳闸，并发信下游线路断路器，触发下游断路器跳闸。2）对于配电网合环处断路器CB3和CB6，由于在开环过流保护中均处于馈线末端，无下游断路器，因而当本地保护检测到正向短路故障电流，且收到对侧断路器发送的跳闸允许信号时，断路器触发跳闸，并发信闭锁上游断路器。3）对于DG接入母线加装的断路器CB本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含分布式电源的合环配电网保护方法，其特征在于：包括如下步骤：/n将DG接入配电网一条供电支路，并在DG接入母线上设置一台DG断路器，所述DG断路器用于短路电流检测和方向判断；/n将带有DG的供电支路的末端与另一条供电支路的末端通过联络开关相连接形成合环配电网；/n合环配电网采用纵联过流保护方法，若DG接入母线上游故障，可由上游线路对侧保护动作隔离故障，DG保持供电；若DG接入母线下游故障，则由下游线路保护动作隔离，DG保持供电。/n

【技术特征摘要】
1.一种含分布式电源的合环配电网保护方法，其特征在于：包括如下步骤：
将DG接入配电网一条供电支路，并在DG接入母线上设置一台DG断路器，所述DG断路器用于短路电流检测和方向判断；
将带有DG的供电支路的末端与另一条供电支路的末端通过联络开关相连接形成合环配电网；
合环配电网采用纵联过流保护方法，若DG接入母线上游故障，可由上游线路对侧保护动作隔离故障，DG保持供电；若DG接入母线下游故障，则由下游线路保护动作隔离，DG保持供电。


2.根据权利要求1所述的一种含分布式电源的合环配电网保护方法，其特征在于：所述供电支路由多段馈线依次连接组成，多段馈线的末端设置为末端线路，包括DG断路器的馈线设置为DG线路，其余馈线设置为普通线路；所述末端线路、DG线路、普通线路均设置有断路器，且每个断路器均设置有对应的保护装置。


3.根据权利要求1所述的一种含分布式电源的合环配电网保护方法，其特征在于：所述纵联过流保护方法，具体步骤如下：
如果在DG线路处发生短路故障时，DG线路上第一断路器和DG断路器所对应的第一保护装置和第二保护装置均检测到正向短路电流，且流经下游断路器为反向短路电流，因而不向第一断路器发送闭锁信号，第一保护装置触发第一断路器延时td后跳闸，并向DG断...

【专利技术属性】
技术研发人员：史泽兵，金震，丁晓兵，宋志伟，李正红，王杰，陈宏山，陆明，桂海涛，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司，南京南瑞继保电气有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32