CN110348066A - 用于新能源大规模接入弱电网的继电保护装置校核方法 - Google Patents

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王兴国
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郭雅蓉
程琪
蔡文瑞
戴飞扬
王大飞
张俊杰
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赵宏程
刘甫
文芳
孙晓佳
吴莹
曾凡明
陈嗣霖
龚康华
程晓岩
李朝兵
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    • H02J2203/20—Simulating, e g planning, reliability check, modelling or computer assisted design [CAD]

Abstract

本发明公开了用于新能源大规模接入弱电网的继电保护装置校核方法，包括：S1：建立弱电网电磁暂态模型P1、建立新能源电源电磁暂态模型P2；S2：建立P1、P2的联结关系，形成新电磁暂态模型P，并对P进行校核；S3：选择关于P接入节点的典型拓扑结构线路S；S4：对S进行不同类型、不同位置的的故障模拟，监测与S相关联线路故障后的数据；并记录；S5：在仿真平台上编制所述S的电路保护原理程序；S6：将S4中故障模拟的故障数据输入到电路保护原理程序，得到继电保护装置动作数据，校核所述新能源大规模接入弱电网线路的继电保护装置配置数据的正确性。有效校核新能源大规模接入弱电网背景下主干网架保护配置的合理性和整定的正确性，保障弱电网安全可靠运行。

Description

用于新能源大规模接入弱电网的继电保护装置校核方法
技术领域
本发明属于电气技术及电力系统保护技术领域，具体涉及一种用于新能源大规模接入弱电网的继电保护装置校核方法。
背景技术
近年来新能源发电发展迅速，风电、光伏等分布式电源的装机容量不断增大。然而大量的分布式电源接入弱电网，使得保护面临着诸多新的挑战，例如长距离轻载线路电容的潜供效应，大量新能源接入带来的谐波污染与无功波动，电网通过大容量高压直流线路与其他电网连接而本地交流电网输送容量低等问题，都对保护的选择性和灵敏性提出了很高的要求，有必要分析新的故障特征对线路差动保护、距离保护、过流保护、零序保护及自动重合闸的影响。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的目的在于提出一种用于新能源大规模接入弱电网的继电保护装置校核方法。
为达到上述目的，本发明实施例提出的一种用于新能源大规模接入弱电网的继电保护装置校核方法，所述校核方法，包括：
S1：建立所述弱电网电磁暂态模型P1、建立所述新能源电源电磁暂态模型P2。
S2：建立所述P1、所述P2的联结关系，形成所述新能源电源接入弱电网后的新电磁暂态模型P，并对所述P进行校核。
S3：选择关于所述P接入节点的典型拓扑结构线路S。
S4：对所述S进行不同类型、不同位置的的故障模拟，监测与所述S相关联线路故障后的数据；记录所述数据。
S5：在仿真平台上编制所述S的电路保护原理程序。
S6：将所述S4中故障模拟的故障数据输入到所述电路保护原理程序，得到所述电路保护原理程序中所述新能源大规模接入弱电网线路的继电保护装置动作数据，校核所述新能源大规模接入弱电网线路的继电保护装置配置数据的正确性。
根据本发明的一个实施例，所述典型拓扑结构线路S包括：靠近所述新能源接入节点的线路、靠近所述新能源接入节点的下级线路、不止一种所述新能源接入同一节点的线路、不止一种所述新能源接入节点的T接线方式线路、不止一种所述新能源接入节点的距离环线线路。
根据本发明的一个实施例，所述数据包括：两个周波两端保护安装处的三相电压基波的幅值、相角以及零序电压以及三相电流电流基波的幅值、相角。
根据本发明的一个实施例，所述S2中所述对所述P进行校核，包括：
S21：获取所述P对应的现场运行数据。
S22：所述P中设置与所述现场运行情况的故障位置对应的故障H。
S23：运行所述P，并记录所述H的故障数据。
S24：比较所述现场运行故障数据与所述H的故障数据，得到比较结果，根据所述比较结果验证所述P的准确性。
根据本发明的一个实施例，所述现场运行数据包括：所述现场线路及变压器投退情况、故障位置、故障类型、故障时间，故障后与电压、电流相关的数据。
本发明的用于新能源大规模接入弱电网的继电保护装置校核方法可有效校核新能源大规模接入弱电网背景下主干网架保护配置的合理性和整定的正确性，保障弱电网安全可靠运行。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1是根据本发明实施例公开的用于新能源大规模接入弱电网的继电保护装置校核方法流程图；
图2是根据本发明实施例公开的对所述新电磁暂态模型P进行校核的方法流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例一：
本发明公开了一种大规模间歇性新能源接入弱电网背景下，一种针对主干网架典型线路配置的常规保护进行校核的方法，目的是校验保护定值整定的正确性，考核保护配置的合理性，并以此为支撑，保障弱电网安全稳定运行。
S1：建立目标区域弱电网的PSCAD电磁暂态模型；
S2：建立含有控制模块的光伏/风电等间歇性新能源电源的PSCAD电磁暂态模型，并将其接入弱电网模型中；
S3：对模型进行校核、验证与确认，确定所搭建模型足以准确地反映实际电网的正常运行状态和故障后的故障特性。
选择具有典型拓扑结构特征的线路，包括：
(1)光伏、风电等新能源接入节点附近的长短线路；
(2)光伏、风电等新能源接入节点附近的线路的下级线路；
(3)大量光伏、风电等新能源并接在同一节点附近的线路；
(4)含有光伏、风电等新能源接入节点的T接线方式的线路；
(5)含有光伏、风电等新能源接入节点的长距离大环线；
(6)含有光伏、风电等新能源接入节点的短距离小环线；
(7)某侧有光伏、风电等新能源接入的，在故障期间有助增和汲出效应的线路；
对所选择线路进行不同类型、不同位置的区内外故障模拟，监测相关联线路故障后两个周波的两端保护安装处的三相电压和电流的基波的幅值相角，零序电压和电流的基波的幅值和相角(其他特殊数据可根据实际保护配置决定)，并予以记录；
在MATLAB平台上，针对相关线路的所配置保护的原理进行保护原理程序编制；
对保护程序输入典型线路各种故障情况下的故障数据，得到目标线路配置保护的动作情况，以此为依据评估目标线路保护配置的合理性以及定值的正确性。
实施例二：
本发明提出了一种大规模新能源接入弱电网背景下，对主干网架典型线路配置的常规保护进行校核的方法，所述方法的具体实施方式如下：
根据某电网实际网架结构与光伏接入情况，在电磁仿真软件PSCAD上建立相应的仿真模型。
在搭建模型的基础上，对模型进行校核、验证与确认，具体步骤如下：
1、获取现场运行的相关数据和资料，包括系统运行方式，线路及变压器投退情况，故障位置、故障类型和故障时间，故障后电压、电流等录波数据。
2、根据获得的现场资料，通过PSCAD电磁仿真软件搭建符合实际运行状况的某电网模型和光伏发电模型，并在相应的故障位置设置故障。
3、运行仿真模型并记录相应位置的故障电压、故障电流等数据。
4、对比实地故障测试获得数据与模型仿真获得数据，若数据误差在实际工程应用允许范围内，则模型的的准确性得到校验；若实测数据与仿真数据相差较大，则仿真模型并不能准确反映实际电力系统，需修改模型再进行准确性校验。
得出结果表明模型校验结果与实际系统误差在实际工程允许范围内。
为了校核含有大规模间歇性光伏接入的电网常规保护，选取了含多光伏接入的环网、含多光伏接出的环网、典型助增线路、典型汲出的若干线路作为典型代表。
以一条具有助增特性的线路江甲线为例，A变电站有两座常规电厂接入。以B变电站为线路首端，模拟区内首端，中点，末端三个不同故障点发生A相、B相、C相单相金属性接地短路故障，以及ABC三相金属性接地短路故障；模拟下级线路江马线，上级线路林甲I线发生首端，中点，末端三个不同故障点分别发生A相、B相、C相单相金属性接地短路故障，以及ABC三相金属性接地短路故障。记录区内外故障时，B变电站侧和A变电站侧三相电流电压数据。
将故障期间数据导入matlab保护程序，离线计算故障时B变电站和A变电站保护动作情况。
实施例三：
如图1所示，本发明第一方面实施例提出的一种用于新能源大规模接入弱电网的继电保护装置校核方法，所述校核方法，包括：
S1：建立所述弱电网电磁暂态模型P1、建立所述新能源电源电磁暂态模型P2。
S2：建立所述P1、所述P2的联结关系，形成所述新能源电源接入弱电网后的新电磁暂态模型P，并对所述P进行校核。
S3：选择关于所述P接入节点的典型拓扑结构线路S。
S4：对所述S进行不同类型、不同位置的的故障模拟，监测与所述S相关联线路故障后的数据；记录所述数据。
S5：在仿真平台上编制所述S的电路保护原理程序。
S6：将所述S4中故障模拟的故障数据输入到所述电路保护原理程序，得到所述电路保护原理程序中所述新能源大规模接入弱电网线路的继电保护装置动作数据，校核所述新能源大规模接入弱电网线路的继电保护装置配置数据的正确性。
根据本发明的一个实施例，所述典型拓扑结构线路S包括：靠近所述新能源接入节点的线路、靠近所述新能源接入节点的下级线路、不止一种所述新能源接入同一节点的线路、不止一种所述新能源接入节点的T接线方式线路、不止一种所述新能源接入节点的距离环线线路。
根据本发明的一个实施例，所述数据包括：两个周波两端保护安装处的三相电压基波的幅值、相角以及零序电压以及三相电流电流基波的幅值、相角。
如图2所示，根据本发明的一个实施例，所述S2中所述对所述P进行校核，包括：
S21：获取所述P对应的现场运行数据。
S22：所述P中设置与所述现场运行情况的故障位置对应的故障H。
S23：运行所述P，并记录所述H的故障数据。
S24：比较所述现场运行故障数据与所述H的故障数据，得到比较结果，根据所述比较结果验证所述P的准确性。
根据本发明的一个实施例，所述现场运行数据包括：所述现场线路及变压器投退情况、故障位置、故障类型、故障时间，故障后与电压、电流相关的数据。
本发明的用于新能源大规模接入弱电网的继电保护装置校核方法可有效校核新能源大规模接入弱电网背景下主干网架保护配置的合理性和整定的正确性，保障弱电网安全可靠运行。
上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元或模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，模块或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元或模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元或模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元或模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元或模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元或模块来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元或模块可以集成在一个处理单元或模块中，也可以是各个单元或模块单独物理存在，也可以两个或两个以上单元或模块集成在一个单元或模块中。上述集成的单元或模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元或模块的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (5)

1.用于新能源大规模接入弱电网的继电保护装置校核方法，其特征在于，所述校核方法，包括：
S1：建立所述弱电网电磁暂态模型P1、建立所述新能源电源电磁暂态模型P2；
S2：建立所述P1、所述P2的联结关系，形成所述新能源电源接入弱电网后的新电磁暂态模型P，并对所述P进行校核；
S3：选择关于所述P接入节点的典型拓扑结构线路S；
S4：对所述S进行不同类型、不同位置的的故障模拟，监测与所述S相关联线路故障后的数据；记录所述数据；
S5：在仿真平台上编制所述S的电路保护原理程序；
S6：将所述S4中故障模拟的故障数据输入到所述电路保护原理程序，得到所述电路保护原理程序中所述新能源大规模接入弱电网线路的继电保护装置动作数据，校核所述新能源大规模接入弱电网线路的继电保护装置配置数据的正确性。
2.根据权利要求1所述的校核方法，其特征在于，所述典型拓扑结构线路S包括：靠近所述新能源接入节点的线路、靠近所述新能源接入节点的下级线路、不止一种所述新能源接入同一节点的线路、不止一种所述新能源接入节点的T接线方式线路、不止一种所述新能源接入节点的距离环线线路。
3.根据权利要求1所述的校核方法，其特征在于，所述数据包括：两个周波两端保护安装处的三相电压基波的幅值、相角以及零序电压以及三相电流电流基波的幅值、相角。
4.根据权利要求1所述的校核方法，其特征在于，所述S2中所述对所述P进行校核，包括：
S21：获取所述P对应的现场运行数据；
S22：所述P中设置与所述现场运行情况的故障位置对应的故障H；
S23：运行所述P，并记录所述H的故障数据；
S24：比较所述现场运行故障数据与所述H的故障数据，得到比较结果，根据所述比较结果验证所述P的准确性。
5.根据权利要求4所述的校核方法，其特征在于，所述现场运行数据包括：所述现场线路及变压器投退情况、故障位置、故障类型、故障时间，故障后与电压、电流相关的数据。
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