有源配电网的自同步正序故障分量电流差动保护方法技术

本发明专利技术公开了一种有源配电网的自同步正序故障分量电流差动保护方法，各个保护安装处均装设三相电流互感器，以获取三相电流与正序电流故障分量；差动保护区的各开关通过光纤以太网连接，可以互相交换信息；规定所有电流的正方向均为节点指向线路；本侧保护装置获取差动保护区内对侧信息后，根据故障前数据进行有无不可测分支的判断，进而选择相应的差动保护判据；根据本侧与对侧获取的故障信息进行动作电流和制动电流的计算，判断是否是故障区段。本发明专利技术适用于有源配电网的短路故障保护，可以根据保护区段是否存在不可测分支自适应的选择故障判据，提高了保护的灵敏性，且不受分布式电源接入位置以及容量的影响。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种，各个保护安装处均装设三相电流互感器，以获取三相电流与正序电流故障分量；差动保护区的各开关通过光纤以太网连接，可以互相交换信息；规定所有电流的正方向均为节点指向线路；本侧保护装置获取差动保护区内对侧信息后，根据故障前数据进行有无不可测分支的判断，进而选择相应的差动保护判据；根据本侧与对侧获取的故障信息进行动作电流和制动电流的计算，判断是否是故障区段。本专利技术适用于有源配电网的短路故障保护，可以根据保护区段是否存在不可测分支自适应的选择故障判据，提高了保护的灵敏性，且不受分布式电源接入位置以及容量的影响。【专利说明】
本专利技术涉及电力系统继电保护
，尤其涉及一种适用于。
技术介绍
有源配电网指的是分布式电源(Distributed Generation, DG)高度渗透、功率双向流动的配电网。所谓“高度渗透”是指接入的DG对配电网的潮流、短路电流产生了实质性的影响，传统配电网的规划设计、保护控制、运行管理方法不再有效。显然，现阶段对分布式电源接入做了严格限制的制度，不符合有源配电网的发展。为充分发挥分布式电源在配电网中的积极作用，我国亦出台相关政策，如《国家“十二五”能源发展规划》中提出要大力发展靠近负荷布置的分布式风电、太阳能发电与天然气发电；国家电网公司也发布了《关于做好分布式发电并网服务工作的意见(暂行)》使大量小容量分布式电源，分散接入中低压配电网成为了可能。可以预见，未来电网将是一个高渗透率有源配电网且伴随着分布式电源“即插即用”，“即插即忘”的理想运行模式，这无疑对配电网保护提出了严峻的考验。传统的配电网三段式电流保护在有源配电网中受分布式电源的影响，会出现误动或者拒动的现象。对此，国内外学者做了大量的研究工作，并提出了相应的解决方案，如限制分布式电源的接入位置和容量；利用本地信息的自适应电流速断保护；依赖于通信的电流闭锁式保护以及方向纵联保护等。但是这些方法的分析建立在分布式电源渗透率不高的情况，其分析也没有充分考虑到配电网多分支、多分段的结构特点，在配电网中的应用存在一定的局限性。因此，需要结合配电网的结构特点以及分布式电源的故障特征，研究一种具有一定应用前景、能有效解决因分布式电源接入带来的误动或者拒动问题的保护方法。电流差动保护作为最理想的保护方法，可以充分利用故障内部信息，具有完全选择性。然而迄今为止，电流差动保护多用于输电线路以及重要设备的保护，在配电网中受经济性以及工作环境的限制没有获得广泛应用，目前仅限于部分简单的示范工程。中国专利(申请号:201010507149.0)公开了一种适用于智能配电网的电流差动保护方法，该方法主要是针对传统电流差动保护不能应用于多电源、多分支的现有有源配电网，不能有效地解决问题。
技术实现思路
为了克服分布式电源接入对配电网保护带来的新问题，本专利技术提出了一种有源配电网自同步正序故障分量电流差动保护方法，合理地利用正序故障分量可以反映各种类型故障的特点，实现有源配电网的故障保护。本专利技术充分考虑了配电网多分支、多分段的结构特征，具有自适应性，可以有效的解决分布式电源接入给配电网保护带来的问题，保证保护的选择性和灵敏性。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案:一种，在有源配电网的各个保护安装处均装设三相电流互感器，实时采集三相电流，获取相电流的瞬时值，并利用瞬时值突变量，判定故障起始时刻；故障启动后计算故障后一个周波以及故障前一个周波的基波分量，两者之差为故障分量，进而利用对称分量法获取正序电流故障分量；差动保护区的各检测点通过光纤以太网连接，用于差动保护区的各检测点进行信息的交换；规定所有电流的正方向均为节点指向线路；本侧保护装置获取差动保护区对侧信息后，根据故障前数据进行有无不可测分支的判断，选择相应的差动保护判据；根据每个检测点的本侧与对侧获取的故障信息共同进行动作电流和制动电流的计算，判断是否是故障区段，如果是故障区段，则本侧保护装置对自己发出跳闸信号，同时，本侧保护装置给对侧装置发出跳闸信号，如果不是故障区段，则等待一段时间后返回；对于下游无分布式电源接入的区段，采用传统的三段式电流保护方法或前述。所述判定故障起始时刻的步骤为: (I)获取相电流的瞬时值突变量，获取方法为:【权利要求】1.一种，其特征是，在有源配电网的各个保护安装处均装设三相电流互感器，实时采集三相电流，获取相电流的瞬时值，并利用瞬时值突变量，判定故障起始时刻；故障启动后计算故障后一个周波以及故障前一个周波的基波分量，两者之差为故障分量，进而利用对称分量法获取正序电流故障分量；差动保护区的各检测点通过光纤以太网连接，用于差动保护区的各检测点进行信息的交换；规定所有电流的正方向均为节点指向线路；本侧保护装置获取差动保护区对侧信息后，根据故障前数据进行有无不可测分支的判断，选择相应的差动保护判据；根据每个检测点的本侧与对侧获取的故障信息共同进行动作电流和制动电流的计算，判断是否是故障区段，如果是故障区段，则本侧保护装置对自己发出跳闸信号，同时，本侧保护装置给对侧装置发出跳闸信号，如果不是故障区段，则等待一段时间后返回；对于下游无分布式电源接入的区段，采用传统的三段式电流保护方法或前述。2.如权利要求1所述一种，其特征是，所述判定故障起始时刻的步骤为: (O获取相电流的瞬时值突变量，获取方法为: 3.如权利要求1所述一种，其特征是，所述差动保护区的各检测点进行信息的交互，是指故障启动后，将本侧保护装置的启动状态、故障前后电流数据以及是否是故障区段信息发送给对侧。4.如权利要求1所述一种，其特征是，所述故障分量的计算方法为求取本侧电流的基波分量，利用故障后的基波分量与故障前基波分量之差，得到相电流的故障分量，具体计算为=4-/<，其中&表示故障后一个周波的基本分量，表示故障前一个周波的基波分量。5.如权利要求1所述一种，其特征是，所述正序电流故障分量的获取方法为对称分量法，计算公式如下:6.如权利要求4所述一种，其特征是，所述电流基波分量的获取可采用半波差分傅氏算法、全波差分傅氏算法、最小二乘法、改进的傅氏算法或卡尔曼滤波算法。7.如权利要求1所述一种，其特征是，所述差动保护判据的选择具体步骤为: (1)对故障前数据进行差动计算，确定该差动保护区段是否存在不可测分支，具体方法如下: 8.如权利要求7所述一种，其特征是，所述不存在不可测分支的差动保护区段判据I为: 9.如权利要求1所述一种，其特征是，所述故障区段的判段方法为:按相应的判据进行动作电流与制动电流的计算，比较动作电流与制动电流的大小，如果动作电流大于制动电流，则断定为故障区段；如果动作电流小于制动电流，则断定为非故障区段。10.如权利要求1所述一种，其特征是，所述差动保护区中远离电源侧处装有弱馈保护，其在接收到对侧发送的允许跳闸信号后，无条件接受，实现保护跳闸。【文档编号】H02H7/28GK103490394SQ201310462249【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2013年9月30日 【专利技术者】高厚磊, 李娟 , 朱国防, 邹贵彬, 安艳秋 申请人:山东大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有源配电网的自同步正序故障分量电流差动保护方法，其特征是，在有源配电网的各个保护安装处均装设三相电流互感器，实时采集三相电流，获取相电流的瞬时值，并利用瞬时值突变量，判定故障起始时刻；故障启动后计算故障后一个周波以及故障前一个周波的基波分量，两者之差为故障分量，进而利用对称分量法获取正序电流故障分量；差动保护区的各检测点通过光纤以太网连接，用于差动保护区的各检测点进行信息的交换；规定所有电流的正方向均为节点指向线路；本侧保护装置获取差动保护区对侧信息后，根据故障前数据进行有无不可测分支的判断，选择相应的差动保护判据；根据每个检测点的本侧与对侧获取的故障信息共同进行动作电流和制动电流的计算，判断是否是故障区段，如果是故障区段，则本侧保护装置对自己发出跳闸信号，同时，本侧保护装置给对侧装置发出跳闸信号，如果不是故障区段，则等待一段时间后返回；对于下游无分布式电源接入的区段，采用传统的三段式电流保护方法或前述有源配电网的自同步正序故障分量电流差动保护方法。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高厚磊，李娟，朱国防，邹贵彬，安艳秋，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：