含分布式电源配电网快速电流保护方法技术

本发明专利技术属于配电网继电保护技术领域，涉及一种含分布式电源配电网快速电流保护方法，在每个保护装置里均采用ＯＣ、ＤＧＯＣ、ＡＯＣ、ＤＧＡＯＣ四个保护模块，其中，ＯＣ和ＤＧＯＣ模块为定时限过电流保护模块，分别对该保护装置安装处的下游和上游的故障进行过电流保护，能够延时动作以保证故障的切除；ＡＯＣ、ＤＧＡＯＣ模块分别根据与其配合的对端保护的动作信息，在预设的加速时间段内，加速跳开本端断路器。本发明专利技术通过对含ＤＧ配电网的保护进行重新配置，在不改变配电系统断路器配置的前提下可以从两端快速切除故障线路，而不用将ＤＧ退出运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统配电网继电保护领域，具体涉及一种适用于含分布式电源(DG) 配电网的电流保护方法。
技术介绍
传统的配网保护主要是电流保护，其选择性需要通过时限来配合，越靠近电源点的 保护，动作速度越慢。然而，当在配电网中接入分布式电源(DG)以后， 一般希望保护 能更快地切除故障，以减轻短路对DG造成的影响。例如，为了满足系统对稳定性的要求， 美国联邦能源监管委员会对风电机组低电压穿越性能提出了要求，要求风电机组在正常 的故障清除时间内保持并网，而故障清除时间必须要尽量缩短。另外，传统的配电网属 于单端电源辐射型网络，其所带的线路是单断路器线路。DG的接入，改变了配电系统的 网络结构，使DG上游区域出现双端电源但每条线路只有单个断路器的新情况，而且DG 的接入也使配电网的故障特征与DG未接入时有所区别。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对DG接入配电网后出现的新情况，而提供一种快速电流保 护方案，通过对含DG配电网的保护进行重新配置，在不改变配电系统断路器配置的前 提下可以从两端快速切除故障线路，而不用将DG退出运行。为此，本专利技术采用如下的技术方案。一种，在每个保护装置里均采用0C、 DG0C、 A0C、 DGAOC四个保护模块，其中，OC和DGOC模块为定时限过电流保护模块，分别对该 保护装置安装处的下游和上游的故障进行过电流保护，能够延时动作以保证故障的切除； A0C、 DGAOC模块分别根据与其配合的对端保护的动作信息，在预设的加速时间段内，加 速跳开本端断路器。作为优选实施方式，本专利技术的，所述的A0C、 DGA0C模块采用的启动判据为"-/W/^A,其中/,为正序电流，/2为负序电流，i 。为 启动判据的门槛值，动作判据为/H|/(*)+/("W/2)H/("W/2)+/(A:-JV)||>S，其中，A为非 故障相电流采样值的突变量，e为突变量门槛值；当系统中接有IIDG时，R可取0. 1 0. 2， 否则，可取0.4。本专利技术与现有技术相比，提出了一种适用于含分布式电源配电网的快速电流保护方 案，该方法所能产生的积极效果是首先，本专利技术考虑了含DG配电网与传统配电网故障 特性的不同，能够适用于含DG配电网的情况；其次，本专利技术能够快速地切除故障，可以减轻短路对DG的影响；本专利技术还可以在不改变传统配电网断路器配置的前提下，从两端 切除故障线路，不用将DG退出运行，从而使其继续维持对周围负荷的供电；最后，本发 明基于的是本地量信息，不需要借助复杂的通讯网络，可行性强。附图说明图1为逆变型DG (IIDG)的电流型PQ控制框图2a为接有IIDG的简单配电系统是示意图2b为接有IIDG配电系统的正常运行状态示意图2c为接有IIDG配电系统的故障附加状态示意图3a为接有IIDG配电系统的正序故障分量网络示意图3b为接有IIDG配电系统的负序分量网络示意图4为一个简单的辐射型配电网示意图。具体实施例方式本专利技术提供的含分布式电源配电网快速电流保护方案，考虑了接有DG的配电网短路 后的故障特性与传统配电网故障分析结果的不同之处，同时也考虑了接入DG后在线路发 生故障时希望能从两端快速切除故障线路的要求。该方案需要在DG的上游区域为每个保 护配置0C、 DG0C、 A0C和DGA0C四个独立的保护模块，其中加速模块A0C和DGA0C可以 根据跳开端引起的非故障相电流的突变来决定是否加速断开本端断路器(即需要对保护 的软件部分进行改进，对于每个保护，用0C、 DG0C、 A0C和DGA0C这四个新增的软件功 能模块来替代传统的0C功能模块)。 一般情况下0C和DG0C模块必须投入，它们可以在 加速模块拒动时起作用。A0C、 DGA0C模块则需要根据本端0C、 DG0C模块和与其配合的对 端DG0C、 0C模块的动作时间决定投入与否，只有在对端相应保护模块的动作时间比本端 短时才会选择投入。对于DG下游的保护，如果DG安装的位置离系统侧比较远，在下游 发生故障时，由于本身过电流保护的动作时间就比较短，而且又不要求从线路两端切除 故障，故此时可以仍然配置传统的定时限过电流保护(此时就可以不用对保护的软件进 行改进)。当然如果DG安装的位置离系统侧较近，为了能更快地切除下游故障，可以利 用己有的适用于辐射型配电网的快速保护方案对下游保护进行配置，以加速故障的切除 (此时就需要跟DG上游的保护一样，对保护的软件进行改进)。下面将结合实施例及参照附图对该专利技术的技术方案进行详细说明。本专利技术主要针对含DG配电网故障时的特点，对传统的配电网保护配置进行了改进， 提供了一种适用于含DG配电网的快速电流保护方案。 1.含DG配电网的故障特点分布式电源的种类很多，按照运行方式的不同一般可以将其分为传统旋转机型DG和 逆变型DG(IIDG) 。 IIDG通过电力电子装置与电网并联，它是目前DG并网的主要形式，即使是对于风力发电机、微型燃气轮机等，很多情况下也是先整流再经逆变控制装置连 接到电网的，这样可以弥补传统电机直接并网带来的一系列不足。IIDG—般采用电流型PQ控制方式并网，其控制框图如图l所示，它由功率外环和电 流内环组成，功率外环为电流内环提供参考电流，通过调整逆变器输出的电流使DG输出 的P和Q达到设定值Pref和Qref 。当系统发生故障时，在故障后的瞬间会有一个暂态过 程，DG输出的功率会变大，但是这个过程持续的时间很短，DG输出的功率很快又会回到 设定值。而且一般认为故障后一段时间内DG输出功率的设定值保持不变，仍然为故障前 的Pref、 Qref。因此，对于带时限的电流保护，可以把IIDG看作是一个恒功率源。由于 故障后DG接入点的电压下降，为了维持输出功率的恒定，其输出的电流就会变大。对于 采用电流型控制方式的DG，其输出的是三相平衡电流。图2(a)所示为一在母线B处接有IIDG的简单配电系统，当在线路AB的K点发生短 路时，可以用一个电流源来代替IIDG进行故障分析，其值为故障后IIDG输出的电流， 用/^g来表示。将图2(a)所示的故障状态分解为故障前的正常运行状态和故障附加状态， 如图2(b)、 (c)所示。其中图2(b)中的/^为IIDG故障前输出的电流，^为故障前K点 的电压；图2(0)中^恥=/^;-/^为故障后06输出电流的增加量，其仍然是一个三相平 衡量。如果K点发生的是两相短路，则可以将图2(c)所示的状态再进行序分量分解，图 3(a) 、 (b)所示的分别为分解后的正序和负序故障分量网络图。由两相短路的边界条件可 知，图3中故障点仍然有/1^=-但是由于受A/w的影响，保护安装处感受到的电流 A/a 、 A/w不再与/"、 /m相等。与IIDG的故障分析结果不同，对于传统旋转机型DG，由于其性能与传统的发电机一 样，可以等效为电势源与阻抗的串联。当发生两相短路时，保护安装处仍然有A/^/2。 2.含DG配电网快速电流保护配置方案DG接入配电网以后，将使传统的单电源配电网网络结构发生变化，使配电网变为双 电源甚至是多电源系统。以前一般不允许DG孤岛运行，均采用反孤岛保护即系统故障时 主动将DG退出的保护控制方案。在这种情况下线路发生故障时，由于DG已由反孤岛保 护切除，不再向故本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含分布式电源配电网快速电流保护方法，在每个保护装置里均采用ＯＣ、ＤＧＯＣ、ＡＯＣ、ＤＧＡＯＣ四个保护模块，其中，ＯＣ和ＤＧＯＣ模块为定时限过电流保护模块，分别对该保护装置安装处的下游和上游的故障进行过电流保护，能够延时动作以保证故障的切除；ＡＯＣ、ＤＧＡＯＣ模块分别根据与其配合的对端保护的动作信息，在预设的加速时间段内，加速跳开本端断路器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李永丽，孙景钌，李盛伟，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]