CN107332202A - 一种智能化逆变型分布式电源短路故障时继电器保护方法 - Google Patents

一种智能化逆变型分布式电源短路故障时继电器保护方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及到一种智能化逆变型分布式电源短路故障时继电器保护方法，属于分布式电源故障保护技术领域，包括三相短路状态保护、两相短路状态保护及单项短路状态保护。本发明通过对逆变型分布式电源短路故障进行判断并智能自动开启相应的保护命令，分别相应进行三相短路状态保护、两相短路状态保护或单项短路状态保护，通过对继电器进行保护，从而保障了整个电网线路的安全。判断时间短、快速有效，能够极大程度的减少电网中其他电力设备因为电路故障造成损坏的几率，适合在电网中普及推广。

Description

一种智能化逆变型分布式电源短路故障时继电器保护方法
技术领域
本发明属于分布式电源故障保护技术领域，特别是涉及到一种智能化逆变型分布式电源短路故障时继电器保护方法。
背景技术
分布式电源有许多类型，不同类型的分布式电源的并网方式、控制环节以及基本模型是不同的，每种类型对配电网产生的影响是不同的。按照接入电网方式的不同，将分布式电源分为逆变型分布式电源和非逆变型分布式电源。分布式电源在并入电网时有两种情况，一是非逆变的同步发电机或者异步发电机直接并网，二是微型燃气轮机、风力发电机、太阳能发电等分布式装置通过DC-AC逆变装置实现软并网。逆变型分布式电源较非逆变型分布式电源具有较为明显的优点。非逆变型分布式电源同步发电机在并网时有可能会出现无功振荡和失去同步的问题，对系统的稳定运行造成较大的影响，而以DC-AC逆变装置实现软并网的逆变型装置能够捕捉最佳并网时刻，将并网时产生的影响减小到最小。
在逆变型分布式电源发生断路故障时如果进行继电器保护，从而保证整个电网的安全是我们主要研究的课题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种智能化逆变型分布式电源短路故障时继电器保护方法，来保证逆变型分布式电源发生断路故障时继电器的安全。
一种智能化逆变型分布式电源短路故障时继电器保护方法，包括三相短路状态保护、两相短路状态保护及单项短路状态保护，具体步骤如下：
步骤一、终端处理器根据U＝∫IXZ建立母线负荷阻抗与电压关系监控模型；其中U为母线电压，I为母线电流，X为配由网系统参数该参数的单位是Ω/km欧姆/千米，Z为负荷阻抗，其中无积分符号为瞬时值，有积分符号为延时状态；
步骤二、终端处理器内置存储器，利用存储器设立母线负荷阻抗与电压关系常量关系数据库，包括非逆变型分布式电源同步发电机直接并网数据信息、非逆变型分布式电源异步发电机直接并网数据信息，逆变型分布式电源微型燃气轮机发电机通过DC-AC逆变装置软并网数据信息、逆变型分布式电源风力发电机通过DC-AC逆变装置软并网数据信息，及逆变型分布式电源太阳能发电机通过DC-AC逆变装置软并网数据信息；
步骤三、分区间于配电网线路上布置时时配电网络物理参数传感器，分区间于配电网线路上布置无间断数据无线传输器，其中数据无线传输器时时接收并收集配电网络物理参数传感器的信息，进行无间断无线传输数据至终端处理器，其中设置于配电网区间末端的数据无线传输器配置有无线网络信号功率增强器；
步骤四、终端处理器根据P＝∫UIcosΦ调取存储器内存储的母线负荷阻抗与电压关系常量关系数据库中的关联数据，其中P为电源功率，Φ为故障发生后线路阻抗角，cosΦ为故障发生后线路阻抗角余弦值，其中无积分符号为瞬时值，有积分符号为延时状态；
步骤五、运行母线负荷阻抗与电压关系监控模型中功率模块，功率模块分析配电网络物理参数传感器采集到的电网时时运行参数信息，并与母线负荷阻抗与电压关系常量关系数据库中的关联数据进行比对；
步骤六、确定故障发生在线路末端三相短路，开启三相短路保护，保护起端核定故障发生线路确切区域发出区域跳闸命令，保护行程中终端处理器通过整护行程模块比对整护行程时时状态，整护行程结束整护行程模块激发信息，终端处理器确认整护行程发出重合闸命令，保护行程末端电网投切闭锁；
步骤七、终端处理器根据U负＝∫I负XZ调取存储器内存储的母线负荷阻抗与电压关系常量关系数据库中的关联数据，其中U负为电网线路负载故障点的负序电压，I负为电网线路负载故障点的负序电流，X为配电网系统参数该参数的单位是Ω/km欧姆/千米，Z为负荷阻抗，其中无积分符号为瞬时值，有积分符号为延时状态；
步骤八、运行母线负荷阻抗与电压关系监控模型中电流模块，电流模块分析配电网络物理参数传感器采集到的电网时时运行参数信息，电流模块根据参数信息获得电网线路负载故障点的负序电流，并与母线负荷阻抗与电压关系常量关系数据库中的关联数据进行比对，比对电网线路负载非故障点的正序电流；
步骤九、确定故障发生在线路末端两相短路，开启两相短路保护，保护起端核定故障发生线路确切区域发出区域跳闸命令，保护行程中终端处理器通过整护行程模块比对整护行程时时状态，整护行程结束整护行程模块激发信息，终端处理器确认整护行程发出重合闸命令，保护行程末端电网投切闭锁；
步骤十、终端处理器根据U0＝∫I0XZ调取存储器内存储的母线负荷阻抗与电压关系常量关系数据库中的关联数据，其中U0为电网线路负载故障点的0序电压，I0为电网线路负载故障点的0序电流，X为配电网系统参数该参数的单位是Ω/km欧姆/千米，Z为负荷阻抗，其中无积分符号为瞬时值，有积分符号为延时状态；
步骤十一、运行母线负荷阻抗与电压关系监控模型中电流模块，电流模块分析配电网络物理参数传感器采集到的电网时时运行参数信息，电流模块根据参数信息获得电网线路负载故障点的0序电流，并与母线负荷阻抗与电压关系常量关系数据库中的关联数据进行比对，比对电网线路负载非故障点的正序电流；
步骤十二、确定故障发生在线路末端单相短路，开启单相短路保护，保护起端核定故障发生线路确切区域发出区域跳闸命令，保护行程中终端处理器通过整护行程模块比对整护行程时时状态，整护行程结束整护行程模块激发信息，终端处理器确认整护行程发出重合闸命令，保护行程末端电网投切闭锁。
所述的终端处理器内置电网线路故障平台操控模块。
所述的电网线路故障平台操控模块通过无线网络系统与电网线路故障平台进行数据传输连接。
所述电网线路故障平台包括共享显示屏、警情级别灯、声控接收及播放设备。
通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：
本发明通过对逆变型分布式电源短路故障进行判断智能并自动开启相应的保护命令，分别相应进行三相短路状态保护、两相短路状态保护或单项短路状态保护，通过对继电器进行保护，从而保障了整个电网线路的安全。判断时间短、快速有效，能够极大程度的减少电网中其他电力设备因为电路故障造成损坏的几率，适合在电网中普及推广。
具体实施方式
一种智能化逆变型分布式电源短路故障时继电器保护方法，包括三相短路状态保护、两相短路状态保护及单项短路状态保护，具体步骤如下：
步骤一、终端处理器根据U＝∫IXZ建立母线负荷阻抗与电压关系监控模型；其中U为母线电压，I为母线电流，X为配由网系统参数该参数的单位是Ω/km欧姆/千米，Z为负荷阻抗，其中无积分符号为瞬时值，有积分符号为延时状态；
步骤二、终端处理器内置存储器，利用存储器设立母线负荷阻抗与电压关系常量关系数据库，包括非逆变型分布式电源同步发电机直接并网数据信息、非逆变型分布式电源异步发电机直接并网数据信息，逆变型分布式电源微型燃气轮机发电机通过DC-AC逆变装置软并网数据信息、逆变型分布式电源风力发电机通过DC-AC逆变装置软并网数据信息，及逆变型分布式电源太阳能发电机通过DC-AC逆变装置软并网数据信息；
步骤三、分区间于配电网线路上布置时时配电网络物理参数传感器，分区间于配电网线路上布置无间断数据无线传输器，其中数据无线传输器时时接收并收集配电网络物理参数传感器的信息，进行无间断无线传输数据至终端处理器，其中设置于配电网区间末端的数据无线传输器配置有无线网络信号功率增强器；
步骤四、终端处理器根据P＝∫UIcosΦ调取存储器内存储的母线负荷阻抗与电压关系常量关系数据库中的关联数据，其中P为电源功率，Φ为故障发生后线路阻抗角，cosΦ为故障发生后线路阻抗角余弦值，其中无积分符号为瞬时值，有积分符号为延时状态；
步骤五、运行母线负荷阻抗与电压关系监控模型中功率模块，功率模块分析配电网络物理参数传感器采集到的电网时时运行参数信息，并与母线负荷阻抗与电压关系常量关系数据库中的关联数据进行比对；
步骤六、确定故障发生在线路末端三相短路，开启三相短路保护，保护起端核定故障发生线路确切区域发出区域跳闸命令，保护行程中终端处理器通过整护行程模块比对整护行程时时状态，整护行程结束整护行程模块激发信息，终端处理器确认整护行程发出重合闸命令，保护行程末端电网投切闭锁；
步骤七、终端处理器根据U负＝∫I负XZ调取存储器内存储的母线负荷阻抗与电压关系常量关系数据库中的关联数据，其中U负为电网线路负载故障点的负序电压，I负为电网线路负载故障点的负序电流，X为配电网系统参数该参数的单位是Ω/km欧姆/千米，Z为负荷阻抗，其中无积分符号为瞬时值，有积分符号为延时状态；
步骤八、运行母线负荷阻抗与电压关系监控模型中电流模块，电流模块分析配电网络物理参数传感器采集到的电网时时运行参数信息，电流模块根据参数信息获得电网线路负载故障点的负序电流，并与母线负荷阻抗与电压关系常量关系数据库中的关联数据进行比对，比对电网线路负载非故障点的正序电流；
步骤九、确定故障发生在线路末端两相短路，开启两相短路保护，保护起端核定故障发生线路确切区域发出区域跳闸命令，保护行程中终端处理器通过整护行程模块比对整护行程时时状态，整护行程结束整护行程模块激发信息，终端处理器确认整护行程发出重合闸命令，保护行程末端电网投切闭锁；
步骤十、终端处理器根据U0＝∫I0XZ调取存储器内存储的母线负荷阻抗与电压关系常量关系数据库中的关联数据，其中U0为电网线路负载故障点的0序电压，I0为电网线路负载故障点的0序电流，X为配电网系统参数该参数的单位是Ω/km欧姆/千米，Z为负荷阻抗，其中无积分符号为瞬时值，有积分符号为延时状态；
步骤十一、运行母线负荷阻抗与电压关系监控模型中电流模块，电流模块分析配电网络物理参数传感器采集到的电网时时运行参数信息，电流模块根据参数信息获得电网线路负载故障点的0序电流，并与母线负荷阻抗与电压关系常量关系数据库中的关联数据进行比对，比对电网线路负载非故障点的正序电流；
步骤十二、确定故障发生在线路末端单相短路，开启单相短路保护，保护起端核定故障发生线路确切区域发出区域跳闸命令，保护行程中终端处理器通过整护行程模块比对整护行程时时状态，整护行程结束整护行程模块激发信息，终端处理器确认整护行程发出重合闸命令，保护行程末端电网投切闭锁。
所述的终端处理器内置电网线路故障平台操控模块。
所述的电网线路故障平台操控模块通过无线网络系统与电网线路故障平台进行数据传输连接。
所述电网线路故障平台包括共享显示屏、警情级别灯、声控接收及播放设备。

Claims (4)

1.一种智能化逆变型分布式电源短路故障时继电器保护方法，包括三相短路状态保护、两相短路状态保护及单项短路状态保护，其特征是，具体步骤如下：
步骤一、终端处理器根据U＝∫IXZ建立母线负荷阻抗与电压关系监控模型；其中U为母线电压，I为母线电流，X为配由网系统参数该参数的单位是Ω/km欧姆/千米，Z为负荷阻抗，其中无积分符号为瞬时值，有积分符号为延时状态；
步骤二、终端处理器内置存储器，利用存储器设立母线负荷阻抗与电压关系常量关系数据库，包括非逆变型分布式电源同步发电机直接并网数据信息、非逆变型分布式电源异步发电机直接并网数据信息，逆变型分布式电源微型燃气轮机发电机通过DC-AC逆变装置软并网数据信息、逆变型分布式电源风力发电机通过DC-AC逆变装置软并网数据信息，及逆变型分布式电源太阳能发电机通过DC-AC逆变装置软并网数据信息；
步骤三、分区间于配电网线路上布置时时配电网络物理参数传感器，分区间于配电网线路上布置无间断数据无线传输器，其中数据无线传输器时时接收并收集配电网络物理参数传感器的信息，进行无间断无线传输数据至终端处理器，其中设置于配电网区间末端的数据无线传输器配置有无线网络信号功率增强器；
步骤四、终端处理器根据P＝∫UIcosΦ调取存储器内存储的母线负荷阻抗与电压关系常量关系数据库中的关联数据，其中P为电源功率，Φ为故障发生后线路阻抗角，cosΦ为故障发生后线路阻抗角余弦值，其中无积分符号为瞬时值，有积分符号为延时状态；
步骤五、运行母线负荷阻抗与电压关系监控模型中功率模块，功率模块分析配电网络物理参数传感器采集到的电网时时运行参数信息，并与母线负荷阻抗与电压关系常量关系数据库中的关联数据进行比对；
步骤六、确定故障发生在线路末端三相短路，开启三相短路保护，保护起端核定故障发生线路确切区域发出区域跳闸命令，保护行程中终端处理器通过整护行程模块比对整护行程时时状态，整护行程结束整护行程模块激发信息，终端处理器确认整护行程发出重合闸命令，保护行程末端电网投切闭锁；
步骤七、终端处理器根据U负＝∫I负XZ调取存储器内存储的母线负荷阻抗与电压关系常量关系数据库中的关联数据，其中U负为电网线路负载故障点的负序电压，I负为电网线路负载故障点的负序电流，X为配电网系统参数该参数的单位是Ω/km欧姆/千米，Z为负荷阻抗，其中无积分符号为瞬时值，有积分符号为延时状态；
步骤八、运行母线负荷阻抗与电压关系监控模型中电流模块，电流模块分析配电网络物理参数传感器采集到的电网时时运行参数信息，电流模块根据参数信息获得电网线路负载故障点的负序电流，并与母线负荷阻抗与电压关系常量关系数据库中的关联数据进行比对，比对电网线路负载非故障点的正序电流；
步骤九、确定故障发生在线路末端两相短路，开启两相短路保护，保护起端核定故障发生线路确切区域发出区域跳闸命令，保护行程中终端处理器通过整护行程模块比对整护行程时时状态，整护行程结束整护行程模块激发信息，终端处理器确认整护行程发出重合闸命令，保护行程末端电网投切闭锁；
步骤十、终端处理器根据U0＝∫I0XZ调取存储器内存储的母线负荷阻抗与电压关系常量关系数据库中的关联数据，其中U0为电网线路负载故障点的0序电压，I0为电网线路负载故障点的0序电流，X为配电网系统参数该参数的单位是Ω/km欧姆/千米，Z为负荷阻抗，其中无积分符号为瞬时值，有积分符号为延时状态；
步骤十一、运行母线负荷阻抗与电压关系监控模型中电流模块，电流模块分析配电网络物理参数传感器采集到的电网时时运行参数信息，电流模块根据参数信息获得电网线路负载故障点的0序电流，并与母线负荷阻抗与电压关系常量关系数据库中的关联数据进行比对，比对电网线路负载非故障点的正序电流；
步骤十二、确定故障发生在线路末端单相短路，开启单相短路保护，保护起端核定故障发生线路确切区域发出区域跳闸命令，保护行程中终端处理器通过整护行程模块比对整护行程时时状态，整护行程结束整护行程模块激发信息，终端处理器确认整护行程发出重合闸命令，保护行程末端电网投切闭锁。
2.根据权利要求1所述的一种智能化逆变型分布式电源短路故障时继电器保护方法，其特征是：所述的终端处理器内置电网线路故障平台操控模块。
3.根据权利要求2所述的一种智能化逆变型分布式电源短路故障时继电器保护方法，其特征是：所述的电网线路故障平台操控模块通过无线网络系统与电网线路故障平台进行数据传输连接。
4.根据权利要求3所述的一种智能化逆变型分布式电源短路故障时继电器保护方法，其特征是：所述电网线路故障平台包括共享显示屏、警情级别灯、声控接收及播放设备。
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