低压微电网综合保护方法技术

本发明专利技术涉及一种低压微电网综合保护方法，用以解决传统保护方法不适应于微电网的问题。本发明专利技术的方法能够适应于微电网孤岛运行模式以及并网运行模式，该保护方案可以通过逻辑功能实现，有效解决了微电网在这两种操作模式下的保护问题，该保护方案不需要通信链路，与传统的自适应保护装置有明显的区别。其突出特点是保护的有效性在很大程度上是独立故障电流水平、微电网运行模式以及分布式发电单元容量大小和类型，只与两种运行模式下不同的参数设置有关。本发明专利技术的方法不仅能够实现单相保护，还能够实现三相保护，提高了电力能源供应的安全性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微电网保护领域，特别是一种微电网保护方法。
技术介绍
相对于电力系统而言，微电网类似于一个独立的控制单兀，其中每一个微电源都具有简单的即拔即插功能。一个简单的微电网结构如图1所示。主电网通过QF连接微电网公开连接母线，公共连接母线上分别通过QF1、QF2连接子母线I和子母线2。子母线I和子母线2上接微电源(DR1、DR2、DR3)和负载。微电网的结构对继电保护提出了一些特殊的要求。传统配电网大多为放射型，末端无电源，而由于有了微电源，保护装置上流经的电流可能为双向。一旦微电网孤岛运行，短路容量会有大的变化，影响了原有的某些继电保护装置的正常运行。改变了原有单个分布式发电接入电网的方式，构成微电网的初衷之一是尽可能地维持一些重要负荷在电网故障时能正常运行而不使其供电中断，这些重要负荷往往为对电压敏感的，即不运行电压变动过大、时间过长，为此必须采用一些快速动作的开关，以代替原有的相对动作较慢的开关。上述问题均可能使传统的保护装置和策略不再适应于微电网，所以必须提出新的适用于微电网的保护和控制策略。名词解释分布式发电DG(distributed generation)指为满足终端用户的特殊需求、接在用户侧附近的小型发电系统。微电源，即分布式电源DR (Distributed Resource)是指分布式发电与储能装置ES (Energy Storage)的联合系统(DR=DG+ES)。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种，用以解决传统保护方法不适应于微电网的问题。为实现上述目的，本专利技术的方案是，对于微电网中的任一断路器，步骤如下 1)采集采集断路器的三相电压、三相电流信号，通过负序测量元件和零序测量元件得到负序电压V2，负序电流12和零序电流IO ； 2)信号逻辑化处理所述负序电压V2和负序电流12经过功率方向测量单元PDU得到负零序方向逻辑信号H)U_L，各相电流信号通过暂态过电流测量单元TOCU得到对应相的暂态过电流保护逻辑信号A0C_L、B0C_L、C0C_L ;任一相的电流与电压经过功率方向测量单元PDU后和负零序方向逻辑信号H)U_L取或得到对应相的方向逻辑信号H)U_La、PDU_Lb、PDU_Lc ;各相电压信号经过欠电压保护单元UVU得到对应相的欠电压逻辑信号UVU_La、UVU_Lb、UVU_Lc ； 暂态过电流保护逻辑信号A0C_L、B0C_L、C0C_L和接口使能信号IE相或得到对应相的第一逻辑信号PDU_Lal、PDU_Lbl、PDU_Lcl，暂态过电流保护逻辑信号A0C_L、B0C_L、C0C_L经过TD_I0C延迟和对应相的欠电压逻辑信号UVU_La、UVU_Lb、UVU_Lc取或得到第二逻辑信号 PDU_La2、PDU_Lb2、PDU_Lc2 ； 第一逻辑信号 PDU_Lal、PDU_Lbl、PDU_Lcl、第二逻辑信号 PDU_La2、PDU_Lb2、PDU_Lc2和方向逻辑信号rou_La、rou_Lb、rou_Lc相与，然后经过TD_IF延迟得到第三逻辑信号rou_La3、PDU_Lb3、PDU_Lc3 ； 方向逻辑信号PDU_La、PDU_Lb、PDU_Lc取反后和第二逻辑信号PDU_La2、PDU_Lb2、PDU_Lc2相与，然后经过TD_IR延迟得到第四逻辑信号PDU_La4、PDU_Lb4、PDU_Lc4 ； 3)孤岛运行时，如果第三逻辑信号H)U_La3、H)U_Lb3、H)U_Lc3，第四逻辑信号H)U_La4、roU_Lb4、H)U_Lc4中任一个为I，并且接口使能信号IE为O，则对应相跳闸； 4)并网运行时，各相电流信号通过反时限过流保护元件得到第五逻辑信号H)U_La5、PDU_Lb5、PDU_Lc5，第五逻辑信号 PDU_La5、PDU_Lb5、PDU_Lc5 和方向逻辑信号 PDU_La、PDU_Lb、PDU_Lc相与，然后经过TD_GF延迟得到第六逻辑信号roU_La6、PDU_Lb6、roU_Lc6 ;方向逻辑信号PDU_La、PDU_Lb、PDU_Lc取反后和第五逻辑信号PDU_La5、PDU_Lb5、PDU_Lc5相与，然后经过TD_GR延迟得到第七逻辑信号H)U_La7、PDU_Lb7、roU_LC7 ;并网运行时，如果第六逻辑信号 PDU_La6、PDU_Lb6、PDU_Lc6，第七逻辑信号 PDU_La7、PDU_Lb7、PDU_Lc7 中任一个为I，并且接口使能信号IE为O，则对应相跳闸； 5)各相电流信号通过高阻抗保护元件后经过TD_HIF延迟得到第八逻辑信号H)U_La8、PDU_Lb8、PDU_Lc8，第八逻辑信号 PDU_La8、PDU_Lb8、PDU_Lc8 和方向逻辑信号 PDU_La、H)U_Lb、PDU_Lc取与得到第九逻辑信号H)U_La9、PDU_Lb9, H)U_Lc9，若第九逻辑信号H)U_La9、H)U_Lb9、PDU_Lc9为I，并且接口使能信号IE为O，则对应相跳闸；TD_IF延迟是孤岛模块前向延时模块，TD_IR延迟是孤岛模块后向延时模块，TD_GF延迟是并网模块前向延时模块，TD_GR延迟是并网模块后向延时模块。各相的第三、第四、第六、第七和第九逻辑信号取或得到第一三相逻辑信号； 负序电流12和零序电流IO分别通过暂态过电流测量单元TOCU后的信号取或得到第二三相逻辑信号TP_L2，各相的暂态过电流保护逻辑信号A0C_L、B0C_L、C0C_L取或得到第三三相逻辑信号TP_L3，各相的方向逻辑信号PDU_La、roU_Lb、H)U_LC和负零序方向逻辑信号H)U_L取或得到第四三相逻辑信号H)U_LabC ； 第二、第三和第四三相逻辑信号取与，然后经过TD_TF延迟得到第五三相逻辑信号TP_Lm，第四三相逻辑信号取反后和第一、第二三相逻辑信号取与，然后经过TD_TR延迟得到第六三相逻辑信号TP_Ln ； 三相电压信号通过中性点电压偏移测量单元NVS后得到第七三相逻辑信号； 若第五三相逻辑信号TP_Lm、第六三相逻辑信号TP_Ln任一个为I,则三相跳闸；若第七三相逻辑信号与接口使能信号IE同时为1，则三相跳闸；若第一三相逻辑信号与接口使能信号IE同时为1，则三相跳闸； TD_TF延迟是三相模块前向延时模块，TD_TR延时是三相模块后向延时模块。如果主电网三相电压信号Vabc-grid与并网断路器的三相电压信号Vabc同步，则并网断路器闭合。本专利技术的方法能够适应于微电网孤岛运行模式以及并网运行模式，该保护方案可以通过逻辑功能实现，有效解决了微电网在这两种操作模式下的保护问题，该保护方案不需要通信链路，与传统的自适应保护装置有明显的区别。其突出特点是保护的有效性在很大程度上是独立故障电流水平、微电网运行模式以及分布式发电单元容量大小和类型，只与两种运行模式下不同的参数设置有关。本专利技术的方法不仅能够实现单相保护，还能够实现三相保护，提高了电力能源供应的安全性。附图说明图1是一种微电网结构图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细的说明。如图1所示的微电网，主电网通过变压器连接一个微电网，快速静态开关连接主电网和微电网的一条母线，该母线通过QF1、Q本文档来自技高网...

【技术保护点】
低压微电网综合保护方法，其特征在于，对于微电网中的任一断路器，步骤如下：1）采集：采集断路器的三相电压、三相电流信号，通过负序测量元件和零序测量元件得到负序电压V2，负序电流I2和零序电流I0；?2）信号逻辑化处理：所述负序电压V2和负序电流I2经过功率方向测量单元PDU得到负零序方向逻辑信号PDU_L，各相电流信号通过暂态过电流测量单元TOCU得到对应相的暂态过电流保护逻辑信号AOC_L、BOC_L、COC_L；任一相的电流与电压经过功率方向测量单元PDU后和负零序方向逻辑信号PDU_L取或得到对应相的方向逻辑信号PDU_La、PDU_Lb、PDU_Lc；各相电压信号经过欠电压保护单元UVU得到对应相的欠电压逻辑信号UVU_La、UVU_Lb、UVU_Lc；暂态过电流保护逻辑信号AOC_L、BOC_L、COC_L和接口使能信号IE相或得到对应相的第一逻辑信号PDU_La1、PDU_Lb1、PDU_Lc1，暂态过电流保护逻辑信号AOC_L、BOC_L、COC_L经过TD_IOC延迟和对应相的欠电压逻辑信号UVU_La、UVU_Lb、UVU_Lc取或得到第二逻辑信号PDU_La2、PDU_Lb2、PDU_Lc2；第一逻辑信号PDU_La1、PDU_Lb1、PDU_Lc1、第二逻辑信号PDU_La2、PDU_Lb2、PDU_Lc2和方向逻辑信号PDU_La、PDU_Lb、PDU_Lc相与，然后经过TD_IF延迟得到第三逻辑信号PDU_La3、PDU_Lb3、PDU_Lc3；方向逻辑信号PDU_La、PDU_Lb、PDU_Lc取反后和第二逻辑信号PDU_La2、PDU_Lb2、PDU_Lc2相与，然后经过TD_IR延迟得到第四逻辑信号PDU_La4、PDU_Lb4、PDU_Lc4；3）孤岛运行时，如果第三逻辑信号PDU_La3、PDU_Lb3、PDU_Lc3，第四逻辑信号PDU_La4、PDU_Lb4、PDU_Lc4中任一个为1，并且接口使能信号IE为0，则对应相跳闸；4）并网运行时，各相电流信号通过反时限过流保护元件得到第五逻辑信号PDU_La5、PDU_Lb5、PDU_Lc5，第五逻辑信号PDU_La5、PDU_Lb5、PDU_Lc5和方向逻辑信号PDU_La、PDU_Lb、PDU_Lc相与，然后经过TD_GF延迟得到第六逻辑信号PDU_La6、PDU_Lb6、PDU_Lc6；方向逻辑信号PDU_La、PDU_Lb、PDU_Lc取反后和第五逻辑信号PDU_La5、PDU_Lb5、PDU_Lc5相与，然后经过TD_GR延迟得到第七逻辑信号PDU_La7、PDU_Lb7、PDU_Lc7；并网运行时，如果第六逻辑信号PDU_La6、PDU_Lb6、PDU_Lc6，第七逻辑信号PDU_La7、PDU_Lb7、PDU_Lc7中任一个为1，并且接口使能信号IE为0，则对应相跳闸；5）各相电流信号通过高阻抗保护元件后经过TD_HIF延迟得到第八逻辑信号PDU_La8、PDU_Lb8、PDU_Lc8，第八逻辑信号PDU_La8、PDU_Lb8、PDU_Lc8和方向逻辑信号PDU_La、PDU_Lb、PDU_Lc取与得到第九逻辑信号PDU_La9、PDU_Lb9、PDU_Lc9，若第九逻辑信号PDU_La9、PDU_Lb9、PDU_Lc9为1，并且接口使能信号IE为0，则对应相跳闸；TD_IF延迟是孤岛模块前向延时模块，?TD_IR延迟是孤岛模块后向延时模块，TD_GF延迟是并网模块前向延时模块，TD_GR延迟是并网模块后向延时模块。...

【技术特征摘要】
1.低压微电网综合保护方法，其特征在于，对于微电网中的任一断路器，步骤如下 1)采集采集断路器的三相电压、三相电流信号，通过负序测量元件和零序测量元件得到负序电压V2，负序电流12和零序电流IO ； 2)信号逻辑化处理所述负序电压V2和负序电流12经过功率方向测量单元PDU得到负零序方向逻辑信号H)U_L，各相电流信号通过暂态过电流测量单元TOCU得到对应相的暂态过电流保护逻辑信号A0C_L、B0C_L、C0C_L ;任一相的电流与电压经过功率方向测量单元PDU后和负零序方向逻辑信号PDU_L取或得到对应相的方向逻辑信号rou_La、rou_Lb、rou_Lc ;各相电压信号经过欠电压保护单元UVU得到对应相的欠电压逻辑信号UVU_La、UVU_Lb、UVU_Lc ； 暂态过电流保护逻辑信号A0C_L、B0C_L、C0C_L和接口使能信号IE相或得到对应相的第一逻辑信号PDU_Lal、PDU_Lbl、PDU_Lcl，暂态过电流保护逻辑信号A0C_L、B0C_L、C0C_L经过TD_I0C延迟和对应相的欠电压逻辑信号UVU_La、UVU_Lb、UVU_Lc取或得到第二逻辑信号 PDU_La2、PDU_Lb2、PDU_Lc2 ； 第一逻辑信号 PDU_Lal、PDU_Lbl、PDU_Lcl、第二逻辑信号 PDU_La2、PDU_Lb2、PDU_Lc2和方向逻辑信号rou_La、rou_Lb、rou_Lc相与，然后经过TD_IF延迟得到第三逻辑信号rou_La3、PDU_Lb3、PDU_Lc3 ； 方向逻辑信号PDU_La、PDU_Lb、PDU_Lc取反后和第二逻辑信号PDU_La2、PDU_Lb2、PDU_Lc2相与，然后经过TD_IR延迟得到第四逻辑信号PDU_La4、PDU_Lb4、PDU_Lc4 ； 3)孤岛运行时，如果第三逻辑信号H)U_La3、H)U_Lb3、H)U_Lc3，第四逻辑信号H)U_La4、roU_Lb4、H)U_Lc4中任一个为1，并且接口使能信号IE为0，则对应相跳闸； 4)并网运行时，各相电流信号通过反时限过流保护元件得到第五逻辑信号H)U_La5、PDU_Lb5、PDU_Lc5，第五逻辑信号 PDU_La5、PDU_Lb5、PDU_Lc5 和方向逻辑信号 PDU_La、PDU_Lb、PDU_Lc相与，然后经过TD_GF延迟得到第六逻辑信号roU_La6、PDU_Lb6、roU_Lc6 ;方向逻辑信号PDU_La、PDU_Lb、...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏海滨，李瑞生，刘江伟，李献伟，王娜，穆春阳，
申请(专利权)人：华北水利水电学院，许继集团有限公司，
类型：发明
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