CN109378806A - 一种有源配电网多分支故障判定方法及系统 - Google Patents

一种有源配电网多分支故障判定方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种有源配电网多分支故障判定方法及系统，包括：当集成在开关A上的智能终端检测到电流发生突变，且电流流向为流入保护区域时，保护启动；等待设定时间，如果在设定时间内没有接收到保护区域内与开关A相邻的其他开关的智能终端发出的闭锁信号，则保护动作，切除与故障区域相关的各个开关；如果在设定时间内接收到保护区域内与开关A相邻的其他开关的智能终端发出的闭锁信号，则保护不动作。本发明仅需要在网络中传送GOOSE信号，不需要发电流电压信号，每个装置单独在自己根据电流电压判断启动或闭锁逻辑。与差动相比对通讯网络要求低，在情况复杂的配电网中更容易实现。

Description

一种有源配电网多分支故障判定方法及系统
技术领域
本发明涉及配电网故障诊断技术领域，特别是涉及一种有源配电网多分支故障判定方法及系统。
背景技术
分布式电源作为一种崭新的发电形势，在世界范围内获得了广泛关注。但分布式电源的接入改变了配电网的结构，其潮流与故障电流均可能双向流动，大小和方向具有不确定性。在此情况下，传统三段式电流保护的灵敏度和选择性遇到挑战，甚至出现误动或拒动的现象。
解决有源配电网保护问题的重要基础是配电网的通讯体系。光纤通讯是城市配电网通讯的主要方式，主要特点是可靠性和实时性高，干扰小，不受环境条件的影响，是当前较好的通讯方式。在此基础之上，部分研究将电流差动保护引入有源配电网。
差动保护的优点在于绝对选择性和灵敏度高，在输电线路保护中广泛采用。但在多分支有源配电网中也有局限性。差动保护使用于两端和T接线路，对于多分支的配电网并不适用。差动保护的一个关键技术是实现两侧采样数据的同步和实时交换，多分支的有源配电网各侧的数据同步是一个难题，降低了差动保护的可靠性。另外，差动保护需要在网络上传输实时采样值，网络流量特别大，对通讯网络的要求会非常严格。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述难题，提供了一种有源配电网多分支故障判定方法及系统，该方法及系统基于IEC-61850通讯协议，判断逻辑简单，但能有效确定多分支有源配电网的故障区间。
为实现上述目的，本发明的具体方案如下：
在一个或多个实施方式中公开的一种有源配电网多分支故障判定方法，包括：
假设集成在开关A上的智能终端分别与保护区域内与开关A相邻的其他开关的智能终端进行通信，开关A与所述的其他开关所构成的区域为保护区域；
当集成在开关A上的智能终端检测到电流发生突变，且电流流向为流入保护区域时，保护启动；
等待设定时间，如果在设定时间内没有接收到保护区域内与开关A相邻的其他开关的智能终端发出的闭锁信号，则保护动作，切除与故障区域相关的各个开关；
如果在设定时间内接收到保护区域内与开关A相邻的其他开关的智能终端发出的闭锁信号，则保护不动作。
进一步地，包括：所述的其他开关中有开关连接分布式电源时，保护启动后，如果在设定时间内仅接收到分布式电源侧开关的智能终端的闭锁信号，则只给分布式电源侧开关的智能终端发送远跳命令。
进一步地，其他智能终端发出闭锁信号的逻辑条件为：当检测到电流发生突变，且电流流向为流出保护区域时，产生闭锁信号。
在一个或多个实施方式中公开的一种有源配电网多分支故障判定系统，包括：集成在开关A上的智能终端分别与集成在与开关A相邻的其他开关上的智能终端进行通信；
所述集成在开关A上的智能终端被配置为：
区内故障发生时，保护动作，切除与故障区域相关的各个开关；
区外故障时，如果设定时间内接收到与开关A相邻的其他开关上的智能终端发出的闭锁信号，则保护不动作；如果设定时间内仅接受到分布式电源侧智能终端的闭锁信号，则只给分布式电源侧终端发送远跳命令；
所述集成在与开关A相邻的其他开关上的智能终端被配置为：
当区外故障时，向集成在开关A上的智能终端发出闭锁信号；当区内故障时，不会发出闭锁信号。
进一步地，集成在开关A上的智能终端分别与集成在与开关A相邻的其他开关上的智能终端采用GOOSE通信机制进行通信；如果GOOSE链路断链，智能终端A产生断链报告并报警。
在一个或多个实施方式中公开的一种有源配电网多分支故障判定智能终端，所述智能终端被配置为：区内故障发生时，保护动作，切除故障开关；区外故障时，如果设定时间内接收到与开关A相邻的其他开关上的智能终端发出的闭锁信号，则保护不动作；如果设定时间内仅接受到分布式电源侧智能终端的闭锁信号，则只给分布式电源侧终端发送远跳命令。
在一个或多个实施方式中公开的一种有源配电网多分支故障判定智能终端，所述智能终端被配置为：当区外故障时，向集成在开关A上的智能终端发出闭锁信号；当区内故障时，不会发出闭锁信号。
本发明的有益效果：
1.原理简单，仅需要在网络中传送GOOSE信号，不需要发电流电压信号，每个装置单独在自己根据电流电压判断启动或闭锁逻辑。与差动相比对通讯网络要求低，在情况复杂的配电网中更容易实现。
2.保护灵敏度高，对于区内故障能够快速切除，对于区外故障能够可靠不动作。
3.能够很好解决有源多分支配电网三段式保护不好配合的问题，能够快速准确的确定配电网的故障区间。
附图说明
图1为有源配电网多分支故障判定系统示意图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明进行详细说明：
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
实施例一
在一种或多种实施方式中，公开了一种有源配电网多分支故障判定系统，如图1所示，包括：图1方框中的A、B、C、D四个开关之间的范围是本文所介绍的多分支有源配电区域保护的保护区域范围。区域保护的主要逻辑集成在开关A的智能终端(以下简称终端A)，集成在开关B、C、D上的智能终端(以下简称终端B、终端C和终端D)，其中，终端D连接分布式电源，终端B、C、D通过GOOSE与终端A通讯，向终端A发送闭锁信号，并接收终端A的跳闸命令。
本实施方式所述的区域保护不是单独的保护装置，由嵌入终端A中的动作元件和嵌入在终端B、C、D中的闭锁元件组成。智能终端可以选用配电终端。
当区外故障时，终端B、C、D会发出闭锁信号，闭锁终端A中的动作元件；当区内故障时，终端B、C、D不会发出闭锁信号，终端A中的动作元件可以快速动作切除切除与故障区域相关的各个开关。当有分布式电源(终端D)存在，若仅接收到终端D的闭锁信号，区域保护可以先跳开开关D，即可隔离故障，保障非故障区间正常供电。
目前闭锁信号、远跳信号的传递采用GOOSE通信机制，如果GOOSE链路断链，终端A认为闭锁信号为1，此时装置产生断链报告，点报警灯。
终端B、C、D的闭锁信号产生的逻辑为：当检测到的电流发生突变，且电流流向为流出保护区域时，产生闭锁信号。切除故障后，闭锁元件返回。
终端A的动作逻辑为：当检测到电流突变，且电流流向为流入保护区域时，保护启动。启动100ms以内没有收到其他终端的闭锁信号，则保护动作，切除与故障区域相关的各个开关；启动100ms以内收到其他终端的闭锁信号，则保护不动作；若启动100ms以内仅收到分布式电源侧终端的闭锁信号，则只给分布式电源侧终端发送远跳命令。
实施例二
在一种或多种实施方式中，公开了一种有源配电网多分支故障判定方法，包括：
假设集成在开关A上的智能终端分别与保护区域内与开关A相邻的其他开关的智能终端采用GOOSE通信机制进行通信，开关A与所述的其他开关所构成的区域为保护区域；
当集成在开关A上的智能终端检测到电流发生突变，且电流流向为流入保护区域时，保护启动；
等待设定时间，如果在设定时间内没有接收到保护区域内与开关A相邻的其他开关的智能终端发出的闭锁信号，则保护动作，切除与故障区域相关的各个开关；
如果在设定时间内接收到保护区域内与开关A相邻的其他开关的智能终端发出的闭锁信号，则保护不动作。
其他开关中有开关连接分布式电源时，保护启动后，如果在设定时间内仅接收到分布式电源侧开关的智能终端的闭锁信号，则只给分布式电源侧开关的智能终端发送远跳命令。
上述实施例仅是以开关A、B、C、D为例对本发明方法进行说明，该方法其适用于有源配电网上由主开关和分支开关组成的不同的保护区域。比如，以开关B作为主开关，由开关B右侧与其相邻的各分支开关组成的保护区域等。
实施例三
在一种或多种实施方式中，公开了一种有源配电网多分支故障判定终端，该终端作为实施例一中开关A的智能终端，该智能终端被配置为：区内故障发生时，保护动作，切除故障开关；区外故障时，如果设定时间内接收到与开关A相邻的其他开关上的智能终端发出的闭锁信号，则保护不动作；如果设定时间内仅接受到分布式电源侧智能终端的闭锁信号，则只给分布式电源侧终端发送远跳命令。
实施例四
在一种或多种实施方式中，公开了一种有源配电网多分支故障判定终端，该终端作为实施例一中开关B、C或者D的智能终端，该智能终端被配置为：当区外故障时，向集成在开关A上的智能终端发出闭锁信号；当区内故障时，不会发出闭锁信号。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (7)

1.一种有源配电网多分支故障判定方法，其特征在于，包括：
假设集成在开关A上的智能终端分别与保护区域内与开关A相邻的其他开关的智能终端进行通信，开关A与所述的其他开关所构成的区域为保护区域；
当集成在开关A上的智能终端检测到电流发生突变，且电流流向为流入保护区域时，保护启动；
等待设定时间，如果在设定时间内没有接收到保护区域内与开关A相邻的其他开关的智能终端发出的闭锁信号，则保护动作，切除与故障区域相关的各个开关；
如果在设定时间内接收到保护区域内与开关A相邻的其他开关的智能终端发出的闭锁信号，则保护不动作。
2.如权利要求1所述的一种有源配电网多分支故障判定方法，其特征在于，包括：所述的其他开关中有开关连接分布式电源时，保护启动后，如果在设定时间内仅接收到分布式电源侧开关的智能终端的闭锁信号，则只给分布式电源侧开关的智能终端发送远跳命令。
3.如权利要求1所述的一种有源配电网多分支故障判定方法，其特征在于，其他智能终端发出闭锁信号的逻辑条件为：当检测到电流发生突变，且电流流向为流出保护区域时，产生闭锁信号。
4.一种有源配电网多分支故障判定系统，其特征在于，包括：集成在开关A上的智能终端分别与集成在与开关A相邻的其他开关上的智能终端进行通信；
所述集成在开关A上的智能终端被配置为：
区内故障发生时，保护动作，切除与故障区域相关的各个开关；
区外故障时，如果设定时间内接收到与开关A相邻的其他开关上的智能终端发出的闭锁信号，则保护不动作；如果设定时间内仅接受到分布式电源侧智能终端的闭锁信号，则只给分布式电源侧终端发送远跳命令；
所述集成在与开关A相邻的其他开关上的智能终端被配置为：
当区外故障时，向集成在开关A上的智能终端发出闭锁信号；当区内故障时，不会发出闭锁信号。
5.如权利要求4所述的一种有源配电网多分支故障判定系统，其特征在于，集成在开关A上的智能终端分别与集成在与开关A相邻的其他开关上的智能终端采用GOOSE通信机制进行通信；如果GOOSE链路断链，智能终端A产生断链报告并报警。
6.一种有源配电网多分支故障判定智能终端，其特征在于，所述智能终端被配置为：区内故障发生时，保护动作，切除故障开关；区外故障时，如果设定时间内接收到与开关A相邻的其他开关上的智能终端发出的闭锁信号，则保护不动作；如果设定时间内仅接受到分布式电源侧智能终端的闭锁信号，则只给分布式电源侧终端发送远跳命令。
7.一种有源配电网多分支故障判定智能终端，其特征在于，所述智能终端被配置为：当区外故障时，向集成在开关A上的智能终端发出闭锁信号；当区内故障时，不会发出闭锁信号。
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