【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及有源配电网领域，提出了一种基于有源配电网的多元件电流差动协调保护方法及系统。
技术介绍
1、随着大规模分布式电源(distributed generation，dg)整合到配电系统中，传统的过电流保护在这种情况下已经不太适用，需要设计新的继电保护方案来提高配电网运行的安全可靠性。
2、由于具有dg的配电系统(双向短路电流流动或闭环配置)的运行条件与输电系统的运行条件相似，因此基于输电系统上的保护原理，dg综合配电系统提出了基于距离的保护方案。然而，此方案的缺点是每个继电器都需要一个电压变压器。另一方面，线路电流差动保护方案在过去几年被视为辐射状或闭环式dg集成配电系统的一种有效解决方案，已有研究提出了带有dg的辐射状配电系统的电流差动保护方案，但是没有考虑中间dg馈电或负载对差动保护性能的影响。dg馈电效应在误跳闸方面尤为重要，不仅在系统正常运行期间，而且在外部故障期间，这可能需要差动继电器(differential relay，dr)之间的协调。因此，后续也有研究正确设置差动保护方案，以防止由于中间负载而导致的错误跳闸，但无需检查与各支路保护装置的协调性或中间dg的影响。在一些研究中，逆变器接口dg(inverter-interfaced dg，iidg)单元被考虑在差动保护区(differential protectionzones，dpz)内，提出了一种用于估计中间iidg单元短路贡献的方法，但是没有考虑中间负载和与侧部保护的协调效果。
3、具有dg的闭环配电系统可靠性要求的提高使得差
技术实现思路
1、本专利技术主要目的在于提供一种可在故障期间断开尽可能小的网络部分，以避免大负载或dg断开的基于有源配电网的多元件电流差动协调保护方法及系统。
2、本专利技术所采用的技术方案是：
3、提供一种基于有源配电网的多元件电流差动协调保护方法，包括以下步骤：
4、s1、初始化有源配电系统中的有源配电网线路参数和分布式电源参数；
5、s2、根据初始化参数建立电流差动保护模型，具体包括多个差动保护区dpz，每个差动保护区dpz涵盖主馈线的一部分和远离的mv/lv电力分配变压器连接的侧面，并提供主保护用于防止在主馈线上发生故障，以及备份保护用于防止在侧面出现故障；每个差动保护区dpz包括一对数字差动继电器dr，数字差动继电器dr设在主馈线的若干测量点，且测量点还安装电流互感器，每个差动保护区dpz内的数字差动继电器dr不断交换来自测量点的电流互感器接收到的电流测量值；每个差动保护区dpz内的数字差动继电器dr预先设置跳闸延时时间以在差动保护区dpz之间进行分级协调；
6、s3、根据电流差动保护模型以及系统离线模拟过程在每个数字差动继电器dr中使用带有时间延迟的电流差动元件来保护相应的差动保护区；
7、s4、基于电流差动保护模型和电流差分元件的设置，设置断路器故障保护方案和故障后拓扑保护方案；其中断路器故障保护方案具体为：如果断路器在接收到相应数字差动继电器dr的跳闸信号后无法打开，则同一数字差动继电器dr将被触发另一台备用断路器以替代断路器断开故障；故障后拓扑保护方案具体为：在每个数字差动继电器dr配对中设置故障后拓扑延迟差动元件，并且仅在先前系统中的任何其他差动元件跳动导致随后的拓扑变化时启用。
8、接上述技术方案，每个差动保护区dpz设置为不检测在分布系统lv网络部分发生的故障。
9、接上述技术方案，每个数字差动继电器dr被设置为：
10、(1)不会在正常的非故障系统条件下跳闸，且与负载/发电水平和电网配置无关；
11、(2)对于指定的故障电阻范围，至少能清除差动保护区dpz内部发生的每个单独的故障；
12、(3)提供延迟时间跳闸命令，以确保在侧面发生故障时与侧面mpds协调；
13、(4)不检测在lv网络中发生的故障；
14、(5)保持相邻差动保护区dpz之间的选择性，以避免因分布式电源dg进线效应引起的误跳闸。
15、接上述技术方案，电流差动元件包括主要延时电流差动元件、灵敏延时电流差动元件和瞬时电流差动元件。
16、接上述技术方案，步骤s3中，在每个数字差动继电器dr中使用多个带有时间延迟的电流差动元件，且通过各个电流差动元件的时间延时来保护相应的差动保护区。
17、接上述技术方案，在每个数字差动继电器dr中额外设置一个附加的时间延迟电接上述技术方案，在数字差动继电器dr中设置瞬时电流差动元件，当在主馈线上且到达差动保护区内第一个侧向连接点之间发生短路故障时，启用该瞬时电流差动元件。
18、接上述技术方案，故障后拓扑保护方案中，每个数字差动继电器dr对中定义独立的差分电流阈值，只要维持故障后拓扑，该独立的差分电流阈值就会被启用，该独立的差分电流阈值是数字差动继电器dr在内部故障期间的最小差动电流，如果测量的差动电流超过此独立的差分电流阈值，则向相邻差动保护区dpz的数字差动继电器dr发送阻塞信号。
19、本专利技术还提供一种基于多元件电流差动协调保护的有源配电系统，包括多个差动保护区dpz，每个差动保护区dpz涵盖主馈线的一部分和远离的mv/lv电力分配变压器连接的侧面，并提供主保护用于防止在主馈线上发生故障，以及备份保护用于防止在侧面出现故障；
20、每个差动保护区dpz包括一对数字差动继电器dr，数字差动继电器dr设在主馈线的若干测量点，且测量点还安装电流互感器，每个差动保护区dpz内的数字差动继电器dr不断交换来自测量点的电流互感器接收到的电流测量值；每个差动保护区dpz内的数字差动继电器dr预先设置跳闸延时时间以在差动保护区dpz之间进行分级协调；
21、每个数字差动继电器dr内设有带有时间延迟的电流差动元件来保护相应的差动保护区；且如果断路器在接收到相应数字差动继电器dr的跳闸信号后无法打开，则同一数字差动继电器dr将被触发另一台备用断路器以替代断路器断开故障；
22、在每个数字差动继电器dr配对中设置故障后拓扑延迟差动元件，并且仅在先前系统中的任何其他差动元件跳动导致随后的拓扑变化时启用。
23、接上述技术方案，每个数字差动继电器dr被设置为：
24、(1)不会在正常的非故障系统条件下跳闸，且与负载/发电水平和电网配置无关；
25、(2)对于指定的故障电阻范围，至少能清除差动保护区dpz内部发生的每个单独的故障；
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【技术保护点】
1.一种基于有源配电网的多元件电流差动协调保护方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于有源配电网的多元件电流差动协调保护方法，其特征在于，每个差动保护区DPZ设置为不检测在分布系统LV网络部分发生的故障。
3.根据权利要求1所述的基于有源配电网的多元件电流差动协调保护方法，其特征在于，每个数字差动继电器DR被设置为：
4.根据权利要求1所述的基于有源配电网的多元件电流差动协调保护方法，其特征在于，电流差动元件包括主要延时电流差动元件、灵敏延时电流差动元件和瞬时电流差动元件。
5.根据权利要求1所述的基于有源配电网的多元件电流差动协调保护方法，其特征在于，步骤S3中，在每个数字差动继电器DR中使用多个带有时间延迟的电流差动元件，且通过各个电流差动元件的时间延时来保护相应的差动保护区。
6.根据权利要求1所述的基于有源配电网的多元件电流差动协调保护方法，其特征在于，在每个数字差动继电器DR中额外设置一个附加的时间延迟电流差动元件，用于保护阻值至少为40Ω的故障电阻。
7.根据权利要求1所述的
8.根据权利要求1所述的基于有源配电网的多元件电流差动协调保护方法，其特征在于，故障后拓扑保护方案中，每个数字差动继电器DR对中定义独立的差分电流阈值，只要维持故障后拓扑，该独立的差分电流阈值就会被启用，该独立的差分电流阈值是数字差动继电器DR在内部故障期间的最小差动电流，如果测量的差动电流超过此独立的差分电流阈值，则向相邻差动保护区DPZ的数字差动继电器DR发送阻塞信号。
9.一种基于多元件电流差动协调保护的有源配电系统，其特征在于，包括多个差动保护区DPZ，每个差动保护区DPZ涵盖主馈线的一部分和远离的MV/LV电力分配变压器连接的侧面，并提供主保护用于防止在主馈线上发生故障，以及备份保护用于防止在侧面出现故障；
10.根据权利要求1所述的基于多元件电流差动协调保护的有源配电系统，其特征在于，每个数字差动继电器DR被设置为：
...【技术特征摘要】
1.一种基于有源配电网的多元件电流差动协调保护方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于有源配电网的多元件电流差动协调保护方法，其特征在于，每个差动保护区dpz设置为不检测在分布系统lv网络部分发生的故障。
3.根据权利要求1所述的基于有源配电网的多元件电流差动协调保护方法，其特征在于，每个数字差动继电器dr被设置为：
4.根据权利要求1所述的基于有源配电网的多元件电流差动协调保护方法，其特征在于，电流差动元件包括主要延时电流差动元件、灵敏延时电流差动元件和瞬时电流差动元件。
5.根据权利要求1所述的基于有源配电网的多元件电流差动协调保护方法，其特征在于，步骤s3中，在每个数字差动继电器dr中使用多个带有时间延迟的电流差动元件，且通过各个电流差动元件的时间延时来保护相应的差动保护区。
6.根据权利要求1所述的基于有源配电网的多元件电流差动协调保护方法，其特征在于，在每个数字差动继电器dr中额外设置一个附加的时间延迟电流差动元件，用于保护阻值至少为40ω的故障电阻。
7.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：傅宇航，敖非，雷川丽，袁赛军，李勇，李勃，徐妍芬，张莎，钟哲，李君，严亚兵，袁超雄，宁春海，李慧姣，陈娟，吴宜蔚，周益磊，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：
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