一种考虑交直流协调互动微电网群的有源配电网配微协同保护方法技术

本发明专利技术提供一种考虑交直流协调互动微电网群的有源配电网配微协同保护方法，应用于包含多个低压柔性互联台区的中压有源配电网场景，基于云

【技术实现步骤摘要】
一种考虑交直流协调互动微电网群的有源配电网配微协同保护方法


[0001]本专利技术涉及电力系统继电保护领域，具体是一种考虑交直流协调互动微电网群的有源配电网配微协同保护方法
。

技术介绍

[0002]高比例分布式电源多点接入配电网，使得配电网由传统的单电源辐射状网络变为多电源供电环网，形成有源配电网，导致传统配电网中使用的三段式电流保护以及馈线自动化可能出现误动
、
拒动等问题
。
随着电力电子及柔性互联技术的发展，未来各个配电台区将形成交直流柔性互联形态，组成具备交直流协调互动功能的微电网群
。
若具备交直流协调互动功能的微电网群逐渐大批量接入有源配电网，分布式电源涉网保护
、
低压微网群保护将与中压线路侧保护呈现强耦合关系，上述情况将更为复杂多变
。
因此，不仅要考虑有源配电网中压侧保护，还需要考虑微电网群内部的低压保护，更需要协同考虑配微协同保护，才能实现包含交直流协调互动微电网群的有源配电网故障快速精准隔离
、
断电区域最小化
。
[0003]目前国内外学者对分布式电源接入的有源配电网保护配置方法开展了一定的研究，主要集中在完善定值整定
、
采用馈线自动化
、
加装方向元件和采用电流差动保护这四个方面
。
[0004]1)
完善定值整定
[0005]文献
[
朱时雨
.
光伏并网的故障特性及对配网保护影响研究
]研究了在传统电流保护的基础上，通过改进继电保护的配置，完善整定原则，使传统的电流保护可以应用于有源配电网
。
文献该方法在当前分布式电源接入容量较低，提供短路电流容量较小时尚且适用，但针对于分布式电源高比例接入场景，故障电流助增
、
助减效应明显，该方法存在误判风险，同时由于分布式电源出力的随机性，使得修改保护定值变得非常困难，且分布式电源并网运行和退出运行情况下，保护定值需不断调整
。
因此该方法在有源配电网中包含具备交直流协调互动功能的微电网群的情况下，需要进一步深入研究
。
[0006]2)
采用馈线自动化
[0007]文献
[
董旭柱
,
黄邵远
,
陈柔伊
,
李鹏
,
张文峰
.
智能配电网自愈控制技术
]提出利用电压
‑
时间型馈线自动化或集中控制方式实现故障隔离与恢复供电
。
该方法存在故障停电范围大，故障隔离与恢复时间长的问题
。
近年来开发出配电网差动保护
、
分布式智能馈线自动化技术，能够解决上述问题，但没有充分考虑分布式电源的影响，故障重合闸与供电恢复仍然需要等待分布式电源脱网后启动，供电恢复延迟时间长
。
此外该方案没有考虑有源配电网中交直流协调互动微电网群的影响，由于微网群中存在多个台区的柔性互联，严重改变了有源配电网的原有拓扑，将影响馈线自动化的研判
。
[0008]3)
加装方向元件
[0009]文献
[
李乃永，梁军，赵义术，刘益青
.
考虑分布式电源随机性的配电网保护方案
]考虑分布式电源的随机性，提出了一种基于配网电流正序分量相位变化的方向过流保护方案，该方案具有较高的应用价值
。
但其仅利用故障电流相位进行判断，对故障电流的测量和相角求取的准确性要求很高且利用的故障信息较少容易产生误差
。
[0010]文献
[
李振兴
,
叶诗韵
,
王秋杰
,
郑淑文
.
适用于主动配电网的电流方向元件
]提出了一种基于故障电流正序分量的反向判别方法，利用正序分量的相位差判别方向
。
但该方法将分布式电源视为恒定输出的电流源，忽略了微电网群的作用及分布式电源低压穿越的问题
。
[0011]4)
采用电流差动保护
[0012]文献
[
许偲轩
,
陆于平
.
适用于含分布式电源配电网的纵联保护方案
]基于故障线路两侧电流幅值差异，提出了适用于有源配电网的新型纵联保护方案
。
文献
[
高厚磊，李娟，朱国防，等
.
有源配电网电流差动保护应用技术探讨
]介绍了配电网电流差动保护方案，提出利用故障信息实现保护两端采样的自同步
。
然而，差动保护所需的采样值同步条件在当前配网中普遍不能满足，毫秒级同步误差不可避免
,
电流差动保护相移制动能力较弱，而同步误差会直接造成电流相位偏移，差动保护很容易误操作
。
若将该方法推广至含微电网群的有源配电网中使用，将进一步提高成本以及对同步误差的要求
。
[0013]综上所述，当前有源配电网保护方法研究主要集中于考虑单点或多点分布式电源对电流保护的影响，通过调整保护定值
、
配置馈线自动化
、
加装方向元件及采用电流差动保护，保证有源配电网保护动作的可靠性与选择性，然而缺乏对于微电网群接入的有源配电网整体宏观的综合考虑
。
随着未来各个低压配电台区间建成交直流柔性互联，有源配电网中除了单点或多点的分布式电源外，还将包含具备交直流协调互动功能的微电网群，若具备交直流协调互动功能的微电网群逐渐大批量接入有源配电网，分布式电源涉网保护
、
低压微网群保护将与中压线路侧保护呈现强耦合关系
。
单一考虑中压侧线路保护，忽略微网群的影响，将会造成保护的误动
、
拒动，甚至低压微网群的内部故障也需要着重考虑，避免引发越级跳闸
。
因此需要统筹考虑中压侧及低压侧保护，形成一套考虑交直流协调互动微电网群的有源配电网配微协同保护方法
。

技术实现思路

[0014]针对现有保护方法存在不适用于微电网群接入
、
易拒动或误动
、
难以实现分层分级保护
、
难以快速精准隔离故障等问题，本专利技术提供一种考虑交直流协调互动微电网群的有源配电网配微协同保护方法，以具备交直流协调互动功能的微电网群接入的有源配电网为应用对象，重点研究设置有源配电网配微协同保护方法，基于云
‑
边
‑
端一体化三层信息交互架构，形成对中低压有源配电网分层分级的保护，避免各低压台区内光储充等有源设备影响中压侧馈线自动化保护研判，具备故障快速精准隔离
、
断电区域最小化等优势
。
[0015]一种考虑交直流协调本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种考虑交直流协调互动微电网群的有源配电网配微协同保护方法，其特征在于，所述微电网群采用云
‑
边
‑
端一体化三层信息交互架构，所述保护方法基于云
‑
边
‑
端一体化三层信息交互架构，形成对中低压有源配电网分层分级的保护，具体包括中压侧保护
、
低压侧保护和中低压联跳保护
。2.
根据权利要求1所述的一种考虑交直流协调互动微电网群的有源配电网配微协同保护方法，其特征在于，所述中压侧保护考虑：
①
在
10kV
干线上设置集中型馈线自动化，保护主干线路；
②
在
10kV
线路的分支及分界处设置级差保护，避免因故障导致越级跳闸
。3.
根据权利要求1所述的一种考虑交直流协调互动微电网群的有源配电网配微协同保护方法，其特征在于，所述低压侧保护考虑：
①
在各个台区变压器低压出线开关处设置防孤岛保护，避免中压线路故障时，台区内的分布式电源向故障点反向注入故障电流；
②
在各台区内部设置级差保护，形成分层分级保护，避免台区内部的下级故障导致上级越级跳闸；
③
在柔性互联直流母线上设置直流母线保护，当直流母线发生故障时，及时跳开所有台区的直流母联开关，避免各台区向直流母线上的故障点注入故障电流
。4.
根据权利要求1所述的一种考虑交...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈鹤冲，蔡勇，杨帆，雷杨，胡伟，杨志淳，沈煜，闵怀东，胡成奕，严方彬，
申请(专利权)人：国网湖北省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：