CN108390361A - 一种适应分布式电源接入的过流保护整定方法 - Google Patents

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    • H02H3/08—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
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Abstract

本发明方法的主要功能是以配电网线路正常运行方式下的一次系统为基础，通过构建分布式电源多点接入情况，生成线路末端发生短路故障时的等效电路，以此为依据进行短路电流计算，并根据计算得到的短路电流进行过流保护的定值整定。当配电网的一次系统网架结构发生改变时，判断当前定值是否能否满足配电网安全稳定运行要求，是否需要重新调整定值。本发明要解决的主要问题是克服分布式电源多点接入配电网对传统过流保护的影响，提供了一种更加精确计算短路电流的办法，以此为依据进行过流保护定值的整定，提高了保护动作的可靠性以及速动性。同时以过流I段保护能否保护线路全长的50%为依据，判断是否需要重新调整定值，提供了一种分布式电源多点接入配电网对短路保护的定值方案，也是一种普遍适用的方法。

Description

一种适应分布式电源接入的过流保护整定方法
技术领域
本发明涉及一种适应分布式电源接入的过流保护整定方法，属于电力行业配电网继电保护领域。
背景技术
在低碳经济与清洁电网理念的带动下，以太阳能、风能等为主的清洁能源在发电技术上得到了广泛应用。但是大量分布式电源接入配电网可能会改变系统的潮流方向，对配电网传统的过流保护产生严重的影响。可能会造成保护灵敏性降低，误动或者拒动，严重影响了配电网的安全稳定运行。为适应大量分布式电源接入配电网以及保证配电网的安全稳定运行，对传统过流保护的定值进行重新整定是十分有必要的。
当前国内外专家学者对分布式电源接入对配电网过流保护的影响主要表现在定性分析上，存在一定的局限性。配电网继电保护领域所面临的主要问题是：
(1)缺少分布式电源多点接入配电网对过流保护影响的研究；
(2)缺少对分布式电源多点接入配电网，分布式电源不同运行方式时的过流保护整定方法的研究；
(3)缺少对配电网运行方式改变时，过流保护定值调整方法的研究。
发明内容
本发明要解决的主要问题是克服分布式电源多点接入配电网对传统过流保护的影响，提供了一种更加精确计算过电流的方法，以此为依据进行过流保护定值的整定，提高了设备保护动作的可靠性以及响应时间短的特点。同时以过流I段保护能否保护线路全长的50%为依据，判断是否需要重新调整定值，提供了一种分布式电源多点接入配电网对短路保护的定值方案，也是一种普遍适用的方法。
为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：
一、绘制一次系统图
绘制分布式电源接入的10kV配电一次系统图，通过设置三相短路来研究系统中不同位置故障时，分布式电源接入对馈线出口处短路电流的影响。见图2。
二、构建故障等效电路
根据配电网的正常运行方式时候的一次系统图以及分布式电源的接入情况，构建线路末端短路时的故障等效电路。见图3. 图4。
三、过流保护定值整定
不同的分布式电源接入情况下线路出口处的短路电流有所不同，选择其中最小的短路电流进行过流保护定值整定。
四、过流保护定值调整
当配电网的运行方式改变，即网架发生变化时，以过流I段的保护线路全长50%为标准。若使用原定值在新的网架结构下，过流I段保护能够保护线路全长的50%，则继续沿用原定值。否则根据目前的网架结构重新整定过流保护定值。
经过以上四步，最终生成一套合理的适应分布式电源接入配电网的过流保护整定方法。
同时下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
附图说明
图1一种适应分布式电源接入的过流保护整定方法实施流程图。
图2分布式电源接入的10kV配电一次系统图。
图3分布式电源接入点下端故障等效电路图。
图4相邻馈线故障时的等效电路图。
具体实施方式
具体实施方法分以下步骤进行：
步骤一：本发明实施的流程图，如图1所示，本发明一种适应分布式电源接入的过流保护整定方法，主要方法的主要功能是以配电网线路正常运行方式下的一次系统为基础，通过构建分布式电源多点接入情况，生成线路末端发生短路故障时的等效电路，以此为依据进行短路电流计算，并根据计算得到的短路电流进行过流保护的定值整定。当配电网的一次系统网架结构发生改变时，判断当前定值是否能否满足配电网安全稳定运行要求，是否需要重新调整定值。上述是本发明的技术路线。
步骤二：如图2所示为一个含有分布式电源的10kV配电一次系统。其中S表示变电站及以上的部分，馈线出口处1和4为断路器，配置过流保护，分段开关2、3、5为隔离开关，不具备开断短路故障线路的能力。分布式电源1接入馈线1的I段，分布式电源2接入馈线1的II段，分布式电源3接入馈线2的I段。通过设置三相短路f 1~f 2来研究系统中不同位置故障时，分布式电源接入对馈线出口处短路电流的影响。
步骤三：构建一种故障等效电路，当馈线2上的分布式电源退出运行时，此时仅考虑馈线1在不同位置发生故障时，接入分布式电源对馈线1出口处短路电流的影响。当馈线1末端（f 1点）发生短路故障时，故障等效电路如图3所示。
图中E s 为系统电源等效相电动势，Z s 为系统阻抗，Z AB 为母线A到DG1接入点之间的阻抗，令Z 1=Z s +Z AB 表示系统电源到DG1接入点之间的阻抗。Z BC 为DG1和DG2接入点之间的阻抗。Z f2表示从DG2接入点到故障点之间的阻抗，令Z f1 =Z f2+Z BC 表示从DG1接入点到故障点之间的阻抗。故障状态下，将分布式电源看成恒流源，I DG1和I DG2分别为DG1和DG2的输出电流。I s 为流经馈线1出口处的短路电流。在DG1和DG2未接入时流过流过馈线1出口处的短路电流I s 为：
（1）
而当DG1和DG2接入后，根据基尔霍夫定律推导出此时流过馈线1出口处的短路电流I s 为：
（2）
通过分析可知，当分布式电源接入点下游发生故障时，分布式电源接入后，流经馈线1出口处的短路电流减小。随着故障点距离分布式电源接入点越远，即Z f1和Z f2越大时，流经馈线1出口处的短路电流I s 越小。
步骤四：构建另一种故障等效电路，当馈线2上的分布式电源投入运行，馈线2末端（f 2点）发生短路故障时，流经馈线2出口处的短路电流除了由系统和DG3提供，馈线1上的DG1和DG2也会通过母线向故障点提供短路电流。此时的故障等效电路如图4所示。
图中E s 为系统电源等效相动势，Z s 为系统阻抗，Z AB 为母线A到DG1接入点之间的阻抗，ZAC为母线A到DG2接入点之间的阻抗，Z AD 为母线A到DG3接入点之间的阻抗，令Z 1=Z s +Z AD 表示系统电源到DG3接入点之间的阻抗。Z f1表示从DG3接入点到故障点之间的阻抗，令Z f2 =Z AD +Z f1表示母线A到故障点之间的阻抗。故障状态下，将分布式电源看成恒流源，I DG1、I DG2、I DG3分别为DG1、DG2、DG3的输出电流。I s 为流经馈线2出口处的短路电流。在DG1、DG2、DG3未接入时流过馈线2出口处的短路电流I s 为：
（3）
当DG3接入系统，DG1和DG2未接入时，流过馈线2出口处的短路电流Is为：
（4）
当DG1、DG2、DG3接入系统时，流过馈线2出口处的短路电流Is为：
（5）
通过分析可知，当馈线2末端发生故障时，馈线2上的分布式电源接入后，流经馈线2出口处的短路电流减小。而当馈线1上的分布式电源接入后。而流经馈线2出口处的短路电流会增大，随着故障点距离母线越近，即Z f2 越小时，相邻馈线1接入的分布式电源对于馈线2出口处短路电流的助增作用越明显。
步骤五：过流保护定值整定调整方法，当线路末端发生短路故障时，综合考虑多个分布式电源接入配电网情况下，选择线路出口处最小的短路电流进行过流保护定值整定。同时提出一种过流保护定值调整方法。遵循配电网闭环设计，开环运行的原则，当线路处于正常运行方式的定值应用到其他运行方式时，若过流I段的保护范围不足线路全长的50%，则需要重新调整定值，否则继续沿用原定值。

Claims (4)

1.适应分布式电源接入的过流保护整定策略，其特征在于：包括故障等效电路、过流保护定值整定方法和过流保护定值调整方法；故障等效电路用于更加精确地计算分布式电源接入情况下馈线出口处的流经的短路电流；过流保护整定方法用于判断选取合适的短路电流值进行过流保护定值整定；过流保护定值调整方法用于界定何时需要重新调整过流保护定值。
2.根据权利要求1中所述的适应分布式电源接入的过流保护整定方法，其特征在于：故障等效电路为线路末端发生故障时，分布式电源多点接入配电网情况下的故障等效电路，并以此为依据计算线路出口处的短路电流。
3.根据权利要求2中所述的适应分布式电源接入的过流保护整定方法，其特征在于：当馈线末端发生短路故障时，故障点上游接入分布式电源会使馈线出口处短路电流减小，相邻馈线接入分布式电源会使馈线出口处短路电流增大，考虑分布式电源不同的接入情况，选取其中最小的短路电流进行过流保护整定。
4.根据权利要求3中所述的适应分布式电源接入的过流保护整定策略，其特征在于：配电网网架结构发生改变时，若原过流I段定值能够保护当前线路全长的50%，则不需要调整定值，否则根据现有网架重新进行过流保护定值整定计算。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111273075A (zh) * 2020-02-19 2020-06-12 广东电网有限责任公司 一种配网自动化电流整定告警方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103872665A (zh) * 2014-03-26 2014-06-18 国家电网公司 一种适用于分布式电源接入的配电网集成保护方法
CN104882864A (zh) * 2015-04-30 2015-09-02 国家电网公司 一种含光伏电源配电网的电流保护重新整定方法及系统
CN105337270A (zh) * 2015-12-09 2016-02-17 山东新帅克能源科技有限公司 含有分布式电源接入的智能电网的过电流保护方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103872665A (zh) * 2014-03-26 2014-06-18 国家电网公司 一种适用于分布式电源接入的配电网集成保护方法
CN104882864A (zh) * 2015-04-30 2015-09-02 国家电网公司 一种含光伏电源配电网的电流保护重新整定方法及系统
CN105337270A (zh) * 2015-12-09 2016-02-17 山东新帅克能源科技有限公司 含有分布式电源接入的智能电网的过电流保护方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王江海等: "考虑继电保护动作的分布式电源在配电网中的准入容量研究", 《中国电机工程学报》 *
石怀强: "城市电网10kV配电系统继电保护的分析探讨", 《黑龙江科技信息》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111273075A (zh) * 2020-02-19 2020-06-12 广东电网有限责任公司 一种配网自动化电流整定告警方法

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