基于附加阻抗倾斜角的电力自适应保护控制方法技术

本发明专利技术提供的一种基于附加阻抗倾斜角的电力自适应保护控制方法，包括以下步骤：S1.求取电力系统中发生非金属性故障后导致的附加阻抗倾斜角；S2.在继电保护装置安装处获得测量阻抗；S3.基于向量图通过修正测量阻抗确定出修正阻抗；S4.判断修正阻抗是否大于整定阻抗，如是，则判定在继电保护装置的保护范围内故障，控制继电保护装置动作，如否，则返回步骤S1；通过上述方法，能够有效提升保护控制的自适应能力，而且能够在继电保护装置的保护范围内允许IIDG灵活接入，提高了IIDG的准入容量，而且考虑到故障类型、过渡电阻和故障位置的影响，具有极强的适用性，无需迭代计算，反应速度快，满足保护的快速性要求。满足保护的快速性要求。满足保护的快速性要求。

【技术实现步骤摘要】
基于附加阻抗倾斜角的电力自适应保护控制方法


[0001]本专利技术涉及一种电力控制方法，尤其涉及一种基于附加阻抗倾斜角的电力自适应保护控制方法。

技术介绍

[0002]伴随着传统能源的不断衰竭以及环保问题的日益严峻，以光伏、风力发电与燃料电池为主的逆变型分布式电源(inverter Interfaced distributed generation，IIDG)在电力系统中的作用愈加重要。
[0003]IIDG大量并网运行后，导致配电网中潮流分布和短路电流大小及路径发生显著变化，同时，基于可再生清洁能源的IIDG故障特性与传统电源存在较大区别，针对于传统故障特性的原有保护难以适用，此外，IIDG的功率输出受到其控制策略和自然环境影响，具有一定的波动性；IIDG接入，发生非金属性故障时，包含的附加阻抗可能会使传统保护装置不正确动作。
[0004]因此，为了解决上述技术问题，亟需提出一种新的技术手段。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种基于附加阻抗倾斜角的电力自适应保护控制方法，基于实际故障阻抗确定出修正阻抗，从而确保故障判断时修正阻抗能够跟踪实际故障阬，从而能够有效提升保护控制的自适应能力，而且能够在继电保护装置的保护范围内允许IIDG灵活接入，提高了IIDG的准入容量，而且考虑到故障类型、过渡电阻和故障位置的影响，具有极强的适用性，无需迭代计算，反应速度快，满足保护的快速性要求。
[0006]本专利技术提供的一种基于附加阻抗倾斜角的电力自适应保护控制方法，包括以下步骤：
[0007]S1.求取电力系统中发生非金属性后导致的附加阻抗倾斜角；
[0008]S2.在继电保护装置安装处获得测量阻抗。
[0009]S3.基于向量图修正测量阻抗确定出修正阻抗；
[0010]S4.判断修正阻抗是否大于整定阻抗，如是，则判定在继电保护装置的保护范围内故障，控制继电保护装置动作，如否，则返回步骤S1。
[0011]进一步，步骤S2中，测量阻抗、实际故障阻抗和附加阻抗存在如下关系：
[0012]Z
m
＝Z
f
+ΔZ；
[0013]其中：Z
m
为继电保护装置安装处的测量阻抗，Z
f
为实际故障阻抗，ΔZ为附加阻抗。
[0014]进一步，通过如下方法确定继电保护装置安装处的修正阻抗ΔZ：
[0015][0016]其中：为继电保护装置安装处的测量电流，R
f
为继电保护装置安装处的过度阻
抗，为故障点电流，θ为附加阻抗倾斜角，j表示虚数。
[0017]进一步，步骤S2中，通过如下方法确定出修正阻抗：
[0018]将测量阻抗分解为实部R
m
和虚部X
m
；其中，实部R
m
表示测量阻抗Z
m
的电阻部分，虚部X
m
表示测量阻抗Z
m
的电抗部分；
[0019]构建修正阻抗计算模型，并由修正阻抗计算模型确定出修正阻抗Z
cm
：
[0020]其中：表示修正阻抗角。
[0021]进一步，通过如下方法确定附加阻抗倾斜角θ：
[0022]以A相接地短路为例，当故障为单相接地故障时：
[0023][0024]其中：为故障点负序电流，C
M2
为负序电流分配系数；
[0025]以BC相间短路为例，当故障为两相故障时：
[0026]其中：为继电保护装置安装处的负序电流；
[0027]以BC短路接地为例，当故障为两相故障接地时：
[0028][0029]其中：为故障点零序电流；为继电保护装置安装处的负序电流；
[0030]当故障为三相故障时：
[0031][0032]其中：为IIDG正序电流突变量。
[0033]本专利技术的有益效果：通过上述方法，基于实际故障阻抗确定出修正阻抗，从而确保故障判断时修正阻抗能够跟踪实际故障阬，从而能够有效提升保护控制的自适应能力，而且能够在继电保护装置的保护范围内允许IIDG灵活接入，提高了IIDG的准入容量，而且考虑到故障类型、过渡电阻和故障位置的影响，具有极强的适用性，无需迭代计算，反应速度快，满足保护的快速性要求。
附图说明
[0034]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步描述：
[0035]图1为本专利技术的流程示意图。
[0036]图2为本专利技术的一个具体实例的含逆变型分布式接入的双电源系统模型。
[0037]图3为修正测量阻抗的向量图。
[0038]图4为系统内不同位置发生故障的稳态阻抗轨迹图。
[0039]图5为系统内经不同过渡电阻发生故障的稳态阻抗轨迹图。
[0040]图6为系统内经不同运行条件下发生故障的稳态阻抗轨迹图。
[0041]图7为系统内逆变型分布式电源不同出力下发生故障的稳态阻抗轨迹图。
具体实施方式
[0042]以下进一步对本专利技术做出详细说明：
[0043]本专利技术提供的一种基于附加阻抗倾斜角的电力自适应保护控制方法，包括以下步骤：
[0044]S1.求取电力系统中发生非金属性故障后导致的附加阻抗倾斜角；
[0045]S2.在继电保护装置安装处获得测量阻抗。
[0046]S3.基于向量图通过修正测量阻抗确定出修正阻抗
[0047]S4.判断修正阻抗是否大于设定阻抗，如是，则判定在继电保护装置的保护范围内故障，控制继电保护装置动作，如否，则返回步骤S1；通过上述方法，能够有效提升保护控制的自适应能力，而且能够在继电保护装置的保护范围内允许IIDG灵活接入，提高了IIDG的准入容量，而且考虑到故障类型、过渡电阻和故障位置的影响，具有极强的适用性，无需迭代计算，反应速度快，满足保护的快速性要求。
[0048]其中，继电保护装置的保护范围通过现有技术确定，确定过程如下：
[0049]采用准四边形动作特性，继电保护装置的保护范围如下：
[0050][0051][0052]上述方程为现有技术，在此不加以赘述。
[0053]本实施例中，步骤S2中，测量阻抗、实际故障阻抗和附加阻抗存在如下关系：
[0054]Z
m
＝Z
f
+ΔZ；
[0055]其中：Z
m
为继电保护装置安装处的测量阻抗，Z
f
为实际故障阻抗，ΔZ为附加阻抗。
[0056]具体地：通过如下方法确定继电保护装置安装处的修正阻抗ΔZ：
[0057][0058]其中：为继电保护装置安装处的测量电流，R
f
为继电保护装置安装处的过度阻
抗，为故障点电流，θ为附加阻抗倾斜角，j表示虚数。
[0059]步骤S2中，通过如下方法确定出修正阻抗：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于附加阻抗倾斜角的电力自适应保护控制方法，其特征在于：包括以下步骤：S1.求取电力系统中发生非金属性故障后导致的附加阻抗倾斜角；S2.在继电保护装置安装处获得测量阻抗。S3.基于向量图通过修正测量阻抗确定出修正阻抗；S4.判断修正阻抗是否大于整定阻抗，如是，则判定在继电保护装置的保护范围内故障，控制继电保护装置动作，如否，则返回步骤S1。2.根据权利要求1所述基于附加阻抗倾斜角的电力自适应保护控制方法，其特征在于：步骤S2中，测量阻抗、实际故障阻抗和附加阻抗存在如下关系：Z
m
＝Z
f
+
△
Z；其中：Z
m
为继电保护装置安装处的测量阻抗，Z
f
为实际故障阻抗，
△
Z为附加阻抗。3.根据权利要求2所述基于附加阻抗倾斜角的电力自适应保护控制方法，其特征在于：通过如下方法确定继电保护装置安装处的修正阻抗
△
Z：其中：为继电保护装置安装处的测量电流，R
f
为继电保护装置安装处的过度阻抗，为故障点电流，θ为附加阻抗倾斜角，...

【专利技术属性】
技术研发人员：高华军，马弢，郑晓玲，何迎春，吴发旺，李峰，肖宇，王玉，董纬，赵长松，陈卉聪，田瑶，赵侃，黎金涛，詹红霞，杨清，
申请(专利权)人：国网重庆市电力公司市北供电分公司西华大学，
类型：发明
国别省市：