考虑电流速断保护的分布式光伏最大接入容量实现方法技术

一种考虑电流速断保护的分布式光伏最大接入容量实现方法，通过提前整定的方式在计算电流速断保护不误动的前提下开关站所能接入的最大光伏容量时，取电流增加百分比的最大值，进而计算得到可靠系数以及最大电流幅值，经转化为分布式光伏容量后计算得到最大光伏可接入容量，本发明专利技术考虑了故障期间分布式光伏不同的功率因数对电流速断保护保护范围的影响，无论分布式光伏故障期间功率因数如何，下级线路发生故障时，电流速断保护都不会误动，从而能避免因过量接入分布式光伏而造成电流速断保护误动的情况，能够给配电网对于分布式光伏消纳的评估提供理论依据。光伏消纳的评估提供理论依据。光伏消纳的评估提供理论依据。

【技术实现步骤摘要】
考虑电流速断保护的分布式光伏最大接入容量实现方法


[0001]本专利技术涉及的是一种电力控制领域的技术，具体是一种考虑电流速断保护正常工作的分布式光伏最大接入容量实现方法。

技术介绍

[0002]大规模分布式光伏接入配电网后，由于光伏发电的间歇性和输出电流与并网点电压的非线性关系，故障电流特性发生改变，分布式光伏会对并网开关站下游电流速断保护产生助增作用，使得电流速断保护的保护范围增大，这可能造成电流速断保护的误动，导致停电区域的扩大。此外，分布式光伏为一种逆变电源，其控制非常灵活，线路故障期间，分布式光伏可能处于不同的功率因数下，这会导致分布式光伏输出电流的相位发生变化，也会导致助增作用的强弱发生变化，加剧了分布式光伏接入配电网后电流保护保护范围的波动。

技术实现思路

[0003]本专利技术针对现有技术未考虑分布式光伏短路电流不同相位导致的助增作用强弱变化的不足，提出一种考虑电流速断保护的分布式光伏最大接入容量实现方法，基于分布式光伏的助增作用对配电网电流速断保护的影响，考虑了故障期间分布式光伏不同的功率因数对电流速断保护保护范围的影响，无论分布式光伏故障期间功率因数如何，下级线路发生故障时，电流速断保护都不会误动，从而能避免因过量接入分布式光伏而造成电流速断保护误动的情况，能够给配电网对于分布式光伏消纳的评估提供理论依据。
[0004]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0005]本专利技术涉及一种考虑电流速断保护的分布式光伏最大接入容量实现方法，通过提前整定的方式在计算电流速断保护不误动的前提下开关站所能接入的最大光伏容量时，取电流增加百分比的最大值，进而计算得到可靠系数以及最大电流幅值，经转化为分布式光伏容量后计算得到最大光伏可接入容量。
[0006]所述方法具体包括：
[0007]步骤1、分布式光伏所接开关站下游线路发生故障时，通过提前整定的方式在计算电流速断保护不误动的前提下开关站所能接入的最大光伏容量时，取电流增加百分比的最大值ΔI％；
[0008]步骤2、通过ΔI％+1<K
relI
得到可靠系数K
relⅠ，计算出最大电流幅值将其转化为分布式光伏容量计算得到最大光伏可接入容量，其中：I
actⅠ为线路电流速断保护整定值，K
relⅠ为可靠系数，I
k
为本段线路末端发生三相短路时保护流过的电流幅值，P
PV
为分布式光伏最大接入容量，U
N
为电网额定电压，k为分布式光伏过流倍数。
[0009]所述的电流增加百分比是指：当分布式光伏所接开关站下游线路发生故障时，分
布式光伏对下游线路保护产生助增作用，电流增加量其中：E为电网等效电压源的电势，Z
S
为系统等效阻抗，Z1为开关站到故障点的线路阻抗，R
g
为过渡电阻，I
PV
为分布式光伏提供的短路电流，|
·
|为取相量的模；电流增加百分比|为取相量的模；电流增加百分比
[0010]所述的电流增加百分比的最大值是指：当分布式光伏运行在不同的功率因数下，I
PV
的相位在分布式光伏不同的功率因数下范围为[0，360
°
]，电流增加百分比的范围为：]，电流增加百分比的范围为：在计算电流速断保护不误动的前提下开关站所能接入的最大光伏容量时，取电流增加百分比的最大值，以此确保电流速断保护不误动。技术效果
[0011]本专利技术整体解决了现有技术未考虑分布式光伏短路电流不同相位导致助增作用强弱变化的缺陷，本专利技术在推导电流速断保护不误动的前提下开关站所能接入的最大光伏容量时考虑了分布式光伏故障期间不同的功率因数，选取使得助增作用最大的情况，在此情况下推导电流速断保护不误动的前提下开关站所能接入的最大光伏容量。与现有技术相比，本专利技术考虑故障期间分布式光伏不同的功率因数，选取使得助增作用最大的情况，在此情况下推导电流速断保护不误动的前提下开关站所能接入的最大光伏容量。解决了现有技术默认故障期间默认分布式光伏输出功率因数为1而导致的最大光伏接入容量的误差，最终导致线路电流速断保护误动的问题。
附图说明
[0012]图1为本专利技术流程图；
[0013]图2为实施例10kV配电网示意图；
[0014]图3为实施例中未接入分布式光伏且线路末端发生三相短路时第二保护线路2流过电流示意图；
[0015]图中：(a)为瞬时值；(b)为幅值；
[0016]图4为实施例中光伏容量未超过最大接入容量时分布式光伏不同功率因数下第二保护线路2流过电流示意图；
[0017]图中：(a)功率因数为1；(b)功率因数为0.8；(c)功率因数为0.5；(d)功率因数为0；
[0018]图5为实施例中光伏容量超过最大接入容量时分布式光伏不同功率因数下第二保护线路2流过电流示意图；
[0019]图中：(a)功率因数为1；(b)功率因数为0.8；(c)功率因数为0.5；(d)功率因数为0。
具体实施方式
[0020]如图1所示，本实施例涉及一种考虑电流速断保护正常工作的分布式光伏最大接入容量实现方法，针对10kV辐射状含分布式光伏配电网结构的电路，包括：
[0021]步骤1、分布式光伏所接开关站下游线路发生故障时，通过提前整定的方式在计算
电流速断保护不误动的前提下开关站所能接入的最大光伏容量时，取电流增加百分比的最大值ΔI％；
[0022]步骤2、通过ΔI％+1<K
relI
得到可靠系数K
relⅠ，计算出最大电流幅值将其转化为分布式光伏容量计算得到最大光伏可接入容量。
[0023]如图2所示，本实施例采用上海地区10kV配电网作为验证，拓扑结构包括：首端变压器高压侧连接高电压等级电源，低电压等级向下级10kV线路供电，10kV配电网总体呈辐射状，每隔一段线路设置开关站，负荷和分布式光伏由开关站接入。
[0024]线路配置三段式电流保护，分布式光伏由开关站90408并网，本实施例根据图2中的线路、变压器、电压等级参数值，通过上述方法计算得到开关站最大光伏可接入容量为5.52MW，以下为第二保护线路2在不同分布式光伏接入容量下的电流速断保护动作特性的具体状态模拟：
[0025]当开关站90408未接入分布式光伏且当第二保护线路2的末端(图2中f1处)为功率因数为；发生金属性三相短路时，流过的电流如图3所示。由图可见，第二保护线路2流过的电流幅值为2.34kA，因此第二保护线路2电流速断保护整定值为2.34
×
1.1＝2.57kA。
[0026]①
当开关站90408接入分布式光伏容量为4MW时，此时开关站90408接入的分布式光伏未超过开关站90408最大光伏可接入容量5.52MW，分布式光伏在故障期间提供功率的有功无功比例不同，即功率因数不同时，第二保护线路2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑电流速断保护的分布式光伏最大接入容量实现方法，其特征在于，通过提前整定的方式在计算电流速断保护不误动的前提下开关站所能接入的最大光伏容量时，取电流增加百分比的最大值，进而计算得到可靠系数以及最大电流幅值，经转化为分布式光伏容量后计算得到最大光伏可接入容量。2.根据权利要求1所述的考虑电流速断保护的分布式光伏最大接入容量实现方法，其特征是，具体包括：步骤1、分布式光伏所接开关站下游线路发生故障时，通过提前整定的方式在计算电流速断保护不误动的前提下开关站所能接入的最大光伏容量时，取电流增加百分比的最大值ΔI％；步骤2、通过ΔI％+1<K
relI
得到可靠系数K
relⅠ，计算出最大电流幅值将其转化为分布式光伏容量计算得到最大光伏可接入容量，其中：I
actⅠ为线路电流速断保护整定值，K
relⅠ为可靠系数，I
k
为本段线路末端发生三相短路时保护流过的电流幅值，P
PV
为分布式光伏最大接入容量，U
N
为电网额定电压，k...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱奕帆，孙天甲，凌晓波，刘海洋，黄震宇，涂崎，晁晨栩，郑晓冬，高飘，邰能灵，肖正光，贺杨烊，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：