CN105337270B - 含有分布式电源接入的智能电网的过电流保护方法 - Google Patents
含有分布式电源接入的智能电网的过电流保护方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明的含有分布式电源接入的智能电网的过电流保护方法，通过以下步骤来实现：a).电路的简化和参数设定；b).计算保护1的I段整定值；c).计算线路L2的故障电阻；d).求取EDG和ZDG；e).求取流过保护1的短路电流；f).求取保护1的II段整定值；g).求取保护2的I段整定值，根据求取的保护1的I段整定值、保护1的II段整定值和保护2的I段整定值实现过流保护。本发明的过电流保护方法，将分布式电源DG的分流和作为电源的作用考虑进入，对保护1的I段整定值、II段整定值和保护2的I段整定值重新计算，有效地实现了对智能电网的过电流保护作用。
Description
技术领域
本发明涉及一种过电流保护方法，更具体的说，尤其涉及一种含有分布式电源接入的智能电网的过电流保护方法。
背景技术
我国对智能电网建设非常重视。国家电网已经公布了“智能电网”的发展计划，制定了我国“智能电网”的战略目标，即发展和建设坚强的智能电网。所谓智能电网是指利用先进的技术提高电力系统在能源转换效率、电力利用率、供电质量和可靠性等方面性能的新型电网，它建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效。
目前智能电网的相关研究主要体现在4个方面，包括高级量测体系(AMI)、高级配电运行(ADO)、高级输电运行(ATO)和高级资产管理(AAM)。高级配电运行中包含分布式电源运行、微电网运行和高级配电自动化等。分布式发电并入配电网时，会对电网的潮流、电压和运行稳定性产生一定的影响。造成这些影响的主要原因是原有系统中潮流的单项模式由于分布式电源的接入而发生了改变。同时，分布式电源联网运行后，可能引起系统电压和频率的偏差、电压波动和闪变等问题，从而影响到系统的电能质量。
为了更好的利用分布式能源，解决分布式电源入网的问题，微电网的概念被引入到智能电网中。微电网从系统观点看问题，将发电机、负荷、储能装置及控制装置等结合，形成一个单一可控的单元，微电网中的电源多为微电源，亦即含有电力电子界面的小型机组，包括微型燃气轮机、燃料电池、光伏电池以及超级电容、飞轮、蓄电池等储能装置。微电网不仅解决了分布式电源的大规模接入问题，充分发挥了分布式电源的各项优势，还为用户带来了其他多方面的效益。研究微电网作为智能配电网发展环节中的重要方面，具有积极的意义。
发明内容
本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种含有分布式电源接入的智能电网的过电流保护方法。
本发明的含有分布式电源接入的智能电网的过电流保护方法，其特别之处在于，通过以下步骤来实现：
a).电路的简化和参数设定，电路系统中依次设置有线路L1、L2和L3，分布式电源DG接于L1与L2之间，电路系统的等值电动势、阻抗分别为ES、ZS，分布式电源DG的等值电动势、阻抗分别为EDG、ZDG，线路L1、L2和L3的阻抗分别为Z1、Z2、Z3；线路L1、L2和L3中分别设置有保护QF1、QF2、QF3，其分别称为保护1、保护2和保护3；线路L1前端的母线记为A，L1与L2之间的母线记为B，L2与L3之间的母线记为C；
b).计算保护1的I段整定值，分布式电源DG接入电路系统后，线路L1末端发生短路时，通过如下公式(1)求取保护1的I段整定值
式中，为电流保护I段的可靠系数；为最大运行方式下，线路L1末端发生三相短路时流过的电流；
c).计算线路L2的故障电阻，当线路L2发生故障时，设线路L2的故障电阻为Z2′，并将整个电路系统视为无穷大系统，即取ES＝1，可得：
式中，为电流保护II段的可靠系数；为最大运行方式下，线路L2末端发生三相短路时流过的电流，的计算表达式如公式(3)所示：
根据公式(2)和(3)可求出电路L2的故障电阻Z2′如公式(4)所示：
d).求取EDG和ZDG，公式(3)和公式(4)中的EDG和ZDG可通过故障前、故障后分布式电源DG线路上的电流值和母线B处电压值计算求得：
式中，U′B为故障前测得的母线B处的电压值，I′DG为故障前测得分布式电源DG支路中的电流值；式中，U″B为故障后测得的母线B处的电压值，I″DG为故障后测得分布式电源DG支路中的电流值；
e).求取流过保护1的短路电流，当在Z′2处发生故障时，通过公式(6)求取流过保护1的短路电流IK1：
式中，
f).求取保护1的II段整定值，当接入分布式电源DG后，保护1的II段整定值通过公式(7)进行求取：
g).求取保护2的I段整定值，接入分布式电源DG后保护2的I段整定值通过公式(8)进行求取：
其中，ES＝1；
根据求取的保护1的I段整定值保护1的II段整定值和保护2的I段整定值作为过电流保护的参考电流，实现对整个线路系统的保护。
本发明的含有分布式电源接入的智能电网的过电流保护方法，步骤b)中，电路保护I段的可靠系数的取值范围为1.2～1.3；步骤c)中，电流保护II段的可靠系数的取值范围为1.1～1.15。
本发明的有益效果是：本发明的智能电网的过电流保护方法，在电网电路中有分布式电源DG接入的情况下，电路系统中发生短路故障时传统的过电流保护方法不再适用，本发明的方法将分布式电源DG的分流和作为电源的作用考虑进入，对保护1的的I段整定值保护1的II段整定值和保护2的I段整定值重新进行计算，利用重新计算后的电流整定值作为过电流保护的参考值，有效地实现了对智能电网的过电流保护作用。
附图说明
图1为本发明的含有分布式电源接入的智能电网的电路原理图；
图2为线路L2中的F点发生故障时含有分布式电源接入的智能电网的等效电路图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，给出了本发明的含有分布式电源接入的智能电网的电路原理图，图2给出了线路L2中的F点发生故障时含有分布式电源接入的智能电网的等效电路图，结合图1和图2给出本发明的含有分布式电源接入的智能电网的过电流保护方法，其通过以下步骤来实现：
a).电路的简化和参数设定，电路系统中依次设置有线路L1、L2和L3，分布式电源DG接于L1与L2之间，电路系统的等值电动势、阻抗分别为ES、ZS，分布式电源DG的等值电动势、阻抗分别为EDG、ZDG，线路L1、L2和L3的阻抗分别为Z1、Z2、Z3；线路L1、L2和L3中分别设置有保护QF1、QF2、QF3，其分别称为保护1、保护2和保护3；线路L1前端的母线记为A，L1与L2之间的母线记为B，L2与L3之间的母线记为C；
b).计算保护1的I段整定值，分布式电源DG接入电路系统后，线路L1末端发生短路时，通过如下公式(1)求取保护1的I段整定值
式中，为电流保护I段的可靠系数；为最大运行方式下，线路L1末端发生三相短路时流过的电流；
该步骤中，电路保护I段的可靠系数的取值范围为1.2～1.3。
c).计算线路L2的故障电阻，当线路L2发生故障时，设线路L2的故障电阻为Z′2，并将整个电路系统视为无穷大系统，即取ES＝1，可得：
式中，为电流保护II段的可靠系数；为最大运行方式下，线路L2末端发生三相短路时流过的电流，的计算表达式如公式(3)所示：
根据公式(2)和(3)可求出电路L2的故障电阻Z′2如公式(4)所示：
该步骤中，电流保护II段的可靠系数的取值范围为1.1～1.15。
d).求取EDG和ZDG，公式(3)和公式(4)中的EDG和ZDG可通过故障前、故障后分布式电源DG线路上的电流值和母线B处电压值计算求得：
式中，U′B为故障前测得的母线B处的电压值，I′DG为故障前测得分布式电源DG支路中的电流值；式中，U″B为故障后测得的母线B处的电压值，I″DG为故障后测得分布式电源DG支路中的电流值；
e).求取流过保护1的短路电流，当在Z′2处发生故障时，通过公式(6)求取流过保护1的短路电流IK1：
式中，
f).求取保护1的II段整定值，当接入分布式电源DG后，保护1的II段整定值通过公式(7)进行求取：
g).求取保护2的I段整定值，接入分布式电源DG后保护2的I段整定值通过公式(8)进行求取：
其中，ES＝1；
根据求取的保护1的I段整定值保护1的II段整定值和保护2的I段整定值作为过电流保护的参考电流，实现对整个线路系统的保护。
Claims (2)
1.一种含有分布式电源接入的智能电网的过电流保护方法，其特征在于，通过以下步骤来实现：
a).电路的简化和参数设定，电路系统中依次设置有线路L1、L2和L3，分布式电源DG接于L1与L2之间，电路系统的等值电动势、阻抗分别为ES、ZS，分布式电源DG的等值电动势、阻抗分别为EDG、ZDG，线路L1、L2和L3的阻抗分别为Z1、Z2、Z3；线路L1、L2和L3中分别设置有保护QF1、QF2、QF3，其分别称为保护1、保护2和保护3；线路L1前端的母线记为A，L1与L2之间的母线记为B，L2与L3之间的母线记为C；
b).计算保护1的I段整定值，分布式电源DG接入电路系统后，线路L1末端发生短路时，通过如下公式(1)求取保护1的I段整定值
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式中，为电流保护I段的可靠系数；为最大运行方式下，线路L1末端发生三相短路时流过的电流；
c).计算线路L2的故障电阻，当线路L2发生故障时，设线路L2的故障电阻为Z′2，并将整个电路系统视为无穷大系统，即取ES＝1，可得：
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e).求取流过保护1的短路电流，当在Z′2处发生故障时，通过公式(6)求取流过保护1的短路电流IK1：
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g).求取保护2的I段整定值，接入分布式电源DG后保护2的I段整定值通过公式(8)进行求取：
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其中，ES＝1；
根据求取的保护1的I段整定值保护1的II段整定值和保护2的I段整定值作为过电流保护的参考电流，实现对整个线路系统的保护。
2.根据权利要求1所述的含有分布式电源接入的智能电网的过电流保护方法，其特征在于，步骤b)中，电路保护I段的可靠系数的取值范围为1.2～1.3；步骤c)中，电流保护II段的可靠系数的取值范围为1.1～1.15。
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