基于通信系统的自适应延时整定和后备定延时微电网保护方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于通信系统的自适应延时整定和后备定延时微电网保护方法，通信系统线路中各级线路的过电流保护，通过光纤信道将全网线路保护连为一个整体；对于低压系统，利用上一级保护作为下级线路的远后备保护；采用中央保护控制选择故障支路闭锁非故障支路，支路中分级保护选择并切除故障点，即中央控制单元采集每条辐射支路首端第一个保护测量到的电方向信息，用以闭锁非故障支路开放故障支路。本发明专利技术采用通信系统的延时方案来保证相邻线路保护之间的选择性。通过将辐射线路保护装置联网，实支路保护与中央保护控制单元和线路下动信息的快速交换，并通过智能继电器接收到的多个检测信息和动作信息实现准确，快速地切除故障线路。除故障线路。除故障线路。

【技术实现步骤摘要】
基于通信系统的自适应延时整定和后备定延时微电网保护方法


[0001]本专利技术涉及一种基于通信系统的自适应延时整定和后备定延时微电网保护方法，属于电网保护


技术介绍

[0002]随着分布式电源的逐渐投入运行，由于DG的随机性和并网孤岛运行导致线路故障电流的差距大，给传统依靠本地信息的保护带来挑战。微电网为保护带来新的问题主要表现在以下几个方面：
[0003]微电源的输出功率受环境因素影响大，并网或孤岛模式下，故障特性差异较大，基于传统保护的动作值难以整定计算；分布式电源自身的保护与微电网线路等保护的缺乏有效配合。在故障时，分布式电源自身保护满足条件即跳闸，降低了发电的使用效率且无法实现穿越的运行要求，无法对微电网起到电压支撑的作用；低压微网线路较短相邻线路之间故障差别较小使得相邻线路之间速动和后备保护配合较差的情况。
[0004]目前，尽管有统保护改进和通信系统原理的研究，但微网保护方面的问题仍未得到很好的解决。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于通信系统的自适应延时整定和后备定延时微电网保护方法，通过相邻上下级线路保护单元延时信息，以上级线路作为下级后备保护，进而动作切除故障线路；同时提出分区域方向过流保护作为后备延时方案，保证通信故障时上下级保护能够相互配合。
[0006]为解决上述问题，本专利技术所采取的技术方案是：
[0007]一种基于通信系统的自适应延时整定和后备定延时微电网保护方法，通信系统线路中各级线路的过电流保护，通过光纤信道将全网线路保护连为一个整体；
[0008]对于低压系统，利用上一级保护作为下级线路的远后备保护；采用中央保护控制选择故障支路闭锁非故障支路，支路中分级保护选择并切除故障点，即中央控制单元采集每条辐射支路首端第一个保护测量到的电方向信息，用以闭锁非故障支路开放故障支路。
[0009]作为本专利技术的进一步改进，辐射线路以第一个保护为最高级，沿着网络辐射方向别依次降低，上级保护只接收下级线路的逻辑和延时指令且各保护需向中央控制单元闸命令，其中同一线路上的保护级别相同；
[0010]各保护装置功能为：中央保护控制单元选择故障支路，闭锁非故障支路的所有保护；检测本级线路是否在过电流状态，并上传检测结果到上一级保护装置和中央保护控制单元；接收下一级保护装置的检测结果；对具有双侧保护的线路接收对侧线路的检测结果；综合本级、对侧和下级的检测结果决定是否延时跳闸、立即跳闸或不跳闸。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，针对微电网采用由一个VF控制主电源和其他PQ控制从
电源的主从控制结构的辐射型网络，采用光纤通信的保护控制结构，沿辐射线路保护的级别降低，通过上下级保护之间故障检测信息互换实现自适应整定延时。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，微网孤网和并网状态下，线路保护采用正序电流识别方向和过电流启动的条件；
[0013]对于线路故障电流存在大于额定电流情况的微电网，每套线路保护由正序电流识别方向元件、过流元件和低压元件组成。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，所述线路保护的保护配置包括主保护和后备保护；
[0015]主保护的启动条件1为：
[0016][0017]式中，I
op
为动作电流；K
r
为装置可靠系数；K1为接线系数；K
f
为返回系数；K
w
为互感器变化；I
L.max
为最大负荷电流；
[0018]主保护的启动条件2为：
[0019][0020]式中U1为正序电压；I1为正序电流；为阻抗角；为灵敏角。
[0021]作为本专利技术的进一步改进，当通信出现故障时，主保护出现误动或者拒动时，由基于本地信息的后备保护进行沿线保护动作。
[0022]作为本专利技术的进一步改进，将过电流保护作为所述主保护和所述后备保护启动条件；
[0023]如果本级保护装置检测到过电流，当未接收到下级线路延时信号和跳闸命令且通信，则视为线路故障，延时跳闸即可；
[0024]如果本级保护装置检测到过电流，却未能正确接收下级保护装置正常的通信信号，则本级也延时动作。
[0025]作为本专利技术的进一步改进，所述通信信号包括延时、跳闸、下级正常和下级异常信号。
[0026]作为本专利技术的进一步改进，由于微网线路较短，所述后备保护在每级保护设置定时限后备保护延时。
[0027]作为本专利技术的进一步改进，通信故障时，从线路末端到PCC点，设置梯形原则的后备延时，考虑到后备保护延时反应时间较长，将延时动作时限差整定为
△
t2＝0.5s。
[0028]采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
[0029]本专利技术提出一种基于GOOSE的通信系统自适应整定方法具有如下特点：
[0030](1)对采用主从控制的辐射型结构具有较好的适用性。无论并网还是孤岛，故障后能较快定位故障位置并切；
[0031](2)存在电流双侧流动的线路选择靠近主电源侧用于识别线路，避免了采用双侧保护在故障发生时从电源侧微源输出功率随机性的影响；
[0032](3)利用研究成熟且标准化的GOOSE通信技术且只传输延时等逻辑命令所需宽带较低，易于实现保护间的合。
[0033]此外，本专利技术对通信系统依赖较高，仍需要加深研究，使通信异常情况下有后备保护能保持正常工作。
附图说明
[0034]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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。
[0035]图1是智能过电流保护原理图；
[0036]图2是微电网的结构原理图；
[0037]图3是自适应保护通信控制图；
[0038]图4是保护启动逻辑图；
[0039]图5是线路参数表；
[0040]图6是F1单相短路时，保护整定延时时长表。
具体实施方式
[0041]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，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例，都属于本申请保护的范围。
[0042]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于通信系统的自适应延时整定和后备定延时微电网保护方法，其特征在于：通信系统线路中各级线路的过电流保护，通过光纤信道将全网线路保护连为一个整体；对于低压系统，利用上一级保护作为下级线路的远后备保护；采用中央保护控制选择故障支路闭锁非故障支路，支路中分级保护选择并切除故障点，即中央控制单元采集每条辐射支路首端第一个保护测量到的电方向信息，用以闭锁非故障支路开放故障支路。2.根据权利要求1所述的基于通信系统的自适应延时整定和后备定延时微电网保护方法，其特征在于：辐射线路以第一个保护为最高级，沿着网络辐射方向别依次降低，上级保护只接收下级线路的逻辑和延时指令且各保护需向中央控制单元闸命令，其中同一线路上的保护级别相同；各保护装置功能为：中央保护控制单元选择故障支路，闭锁非故障支路的所有保护；检测本级线路是否在过电流状态，并上传检测结果到上一级保护装置和中央保护控制单元；接收下一级保护装置的检测结果；对具有双侧保护的线路接收对侧线路的检测结果；综合本级、对侧和下级的检测结果决定是否延时跳闸、立即跳闸或不跳闸。3.根据权利要求2所述的基于通信系统的自适应延时整定和后备定延时微电网保护方法，其特征在于：针对微电网采用由一个VF控制主电源和其他PQ控制从电源的主从控制结构的辐射型网络，采用光纤通信的保护控制结构，沿辐射线路保护的级别降低，通过上下级保护之间故障检测信息互换实现自适应整定延时。4.根据权利要求3所述的基于通信系统的自适应延时整定和后备定延时微电网保护方法，其特征在于：微网孤网和并网状态下，线路保护采用正序电流识别方向和过电流启动的条件；对于线路故障电流存在大于额定电流情况的微电网，每套线路保护由正序电流识别方向元件、过流元件和低压元件组成。5.根据权利要求4所述的基于通信系统的自适应延时整定和后备定...

【专利技术属性】
技术研发人员：李振伟，王晶，赵天翊，赵树军，单保涛，陶陈彬，
申请(专利权)人：国网河北省电力有限公司国家电网有限公司国网河北省电力有限公司邯郸供电分公司，
类型：发明
国别省市：