一种基于无线通信的分布式电源接入区域保护系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于无线通信的分布式电源接入区域保护系统及方法，包括主机以及分别与主机无线通信相连的断路器从机和负荷开关从机；主机用于连接干线区域；断路器从机用于连接断路器支线区域；负荷开关从机用于连接负荷开关支线区域；主机、断路器从机和负荷开关从机之间进行预设的信息交互，并综合故障判别规则定位出故障区域，进而通过主、从机配置的纵联方向过流联跳保护、纵联重合闸功能、纵联方向过流闭锁式保护、馈线重合闸功能、纵联方向过流远跳保护实现故障区域的快速切除及非故障区域供电的快速恢复。本发明专利技术能干实现配电网线路故障区域的快速切除及非故障区域供电的快速恢复，能有效解决大量分布式新能源并网造成的现有配电网保护不适用的问题。网造成的现有配电网保护不适用的问题。网造成的现有配电网保护不适用的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于无线通信的分布式电源接入区域保护系统及方法


[0001]本专利技术属于继电保护
，具体涉及一种基于无线通信的分布式电源接入区域保护系统及方法。

技术介绍

[0002]伴随新能源发电项目的大量兴起，新能源接入及消纳问题日益突出，大量配电网线路无法实现新能源项目专线并网接入，在风、光等新能源资源丰富的地区，普遍存在多个新能源发电项目T接于同一条配电网线路而形成分布式电源网络的情况，导致配电网线路结构由单端电源供电形式转变为多电源供电模式。现有配电网线路大多采用过流保护作为主保护，具有原理简单、保护功能不依赖通信通道、投资少等优点，适用于单端电源配电网络。当配电网中大量接入分布式电源时，多电源供电模式将改变故障时短路电流的幅值和分布特征，不仅为定值整定带来较大困难，同时存在新能源及负荷支路无选择性切除、非故障区域难于有效恢复、分布式电源厂站带部分用户供电的孤岛效应等问题，严重影响电网供电可靠性。基于光纤通道的纵联差动线路保护具有具有动作速度快、可靠性高、精确故障定位等优点，适用于两端或三端线路的主保护，但大量接入分布式电源的配电网线路网本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于无线通信的分布式电源接入区域保护系统，其特征在于，包括：主机，以及分别与主机无线通信相连的断路器从机和负荷开关从机；所述主机用于连接干线区域，所述干线区域包括各断路器及负荷开关之间的线路部分；所述断路器从机用于连接断路器支线区域，所述断路器支线区域包括所有分布式电源分支线路及配置断路器的负荷分支线路；所述负荷开关从机用于连接负荷开关支线区域，所述负荷开关支线区域包括所有配置负荷开关的负荷分支线路；所述主机、断路器从机和负荷开关从机之间进行预设的信息交互，并综合故障判别规则定位出故障区域，进而通过主、从机配置的纵联方向过流联跳保护、纵联重合闸功能、纵联方向过流闭锁式保护、馈线重合闸功能、纵联方向过流远跳保护实现故障区域的快速切除及非故障区域供电的快速恢复。2.根据权利要求1所述的一种基于无线通信的分布式电源接入区域保护系统，其特征在于，主机定位故障区域的方法包括：当主判据满足且辅助判据1、2均不满足时，主机判定干线区域故障；当主判据和辅助判据1均满足、辅助判据2不满足时，主机判定断路器支线区域故障；当主判据和辅助判据2均满足、辅助判据1不满足时，主机判定负荷开关支线区域故障；当主判据满足且辅助判据1、2均满足时，主机判定断路器支线及负荷开关支线均有故障；所述主判据为：是否满足纵联方向过流保护正方向及过流条件；所述辅助判据1为：保护启动至纵联方向过流保护满足动作延时时间段内，是否满足收到过断路器从机闭锁信号；所述辅助判据2为：保护启动至纵联方向过流保护满足动作延时时间段内，是否满足收到过负荷开关从机远跳信号。3.根据权利要求2所述的一种基于无线通信的分布式电源接入区域保护系统，其特征在于，针对干线区域故障，主机纵联方向过流联跳保护方向及过流条件均满足后，经延时T1动作跳干线断路器，并通过无线通道向各断路器从机发送联跳命令信号；各断路器从机收到主机联跳命令信号后跳对应的断路器支线，并将跳开状态信号通过无线通道发送至主机；主机判别干线断路器跳开且收到全部断路器支线跳开状态信号后进行重合判别，经延时T2重合干线断路器，经延时T3触发纵联重合闸动作；若干线断路器重合于永久性故障，则主机纵联方向过流联跳保护加速永跳干线断路器，并闭锁纵联重合闸；若干线断路器重合于瞬时性故障，经延时T3触发纵联重合闸动作后，主机发送纵联重合闸命令至至各断路器支线从机，若满足合闸条件，则断路器支线重合，配电网线路恢复正常运行状态。4.根据权利要求3所述的一种基于无线通信的分布式电源接入区域保护系统，其特征在于，所述延时T1由主机自动生成并动态调整，生成及调整方法包括：针对与每个从机的无线通信链路，主机通过免整定方式自动生成n个延时T11，T12
…
T1n，n为从机数量，并根据T＝Max{T11，T12
…
T1n}，计算出T；主、从机上电且建立通信联系后，通过上述方式进行多次测算后求取T的最大值Tmax，则主机纵联方向过流联跳保护动作延时T1自动取值为：T1＝k*Tmax，k为可靠系数；主机通过实时计算获得T值，并与T1进行比较，根据比较结果确定是否对T1进行动态调整，调整原
则为：通信正常情况下，如果连续出现3次以上T>T1的情况，则按最新出现的最大的T动态调整T1；如果一段时间t内，T值持续小于k1*T1，则按该时间段内T值的最大值动态调整T1，k1为可靠系数。5.根据权利要求4所述的一种基于无线通信的分布式电源接入区域保护系统，其特征在于，T11，T12
…
T1n的计算公式为：T1x＝t1x+t2x+t3x；其中，t1x、t2x、t3x按如下方式取值：t1x为故障初始时刻至从机x纵联方向过流闭锁式保护判别满足过流及方向元件的时间；t2x为从机x纵联方向过流闭锁式保护动作延时T2；t3x为从机x发送报文至主机接收处理的延时，主机通过测算通信报文时间的方式确定该延时，t3x＝Td2+(tm3
‑
tm2)，tm3和tm2均为主机的时刻标签，Td2＝k1*Td，k1为接收延时取值系数，Td＝(tm2
‑
tm1)
‑
(ts2
‑
ts1)，ts1从机接收主机发送的数据帧后标记接收时刻；ts2为从机在程序执行周期将发往主机的通信为报文标记发送时刻。6.根据权利要求3所述的一种基于无线通信的分布式电源接入区域保护系统，其特征在于，所述延时T3的计算公式为：T3＝T2+T31其中：T31按重合加速开放时间最大值取值，T2为经整定的干线重合闸延时。7.根据权利要求3所述的一种基于无线通信的分布式电源接入区域保护系统，其特征在于：主机未收到任一从机发送的闭锁信号，在纵联方向过流联跳保护满足方向及过流条件至满足动作延时T1期间，若与任一从机的无线通道持续无数据接收，则闭锁主机纵联方向过流联跳保护出口，待通道有数据接收且无闭锁信号时开放纵联方向过流联跳保护出口。8.根据权利要求2所述的一种基于无线通信的分布式电源接入区域保护系统，其特征在于，断路器从机定位故障区域的方法包括：任意断路器从机纵联方向过流闭锁式保护满足动作条件后，确认故障区域在本断路器支线，同时向主机发送闭锁信号，用于辅助主机定位故障区域。9.根据权利要求8所述的一种基于无线通信的分布式电源接入区域保护系统，其特征在于，针对断路器支线区域故障，对应支线的断路器从机纵联方向过流闭锁式保护满足方向及过流条件后，经延时T4动作跳相应支线断路器，同时通过无线通道发送闭锁信号至主机，主机收到该闭锁信号后自动将纵联方向过流联跳保护动作延时...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘大鹏，郭振华，崔运海，吴奎忠，刘文斌，薛明军，陈福锋，姚亮，汪海军，邹磊，
申请(专利权)人：南京国电南自电网自动化有限公司，
类型：发明
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