CN111600281B - 一种配电网小电源切除方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种配电网小电源切除方法，当配电网出现故障时，采用主动联切和被动解列的方式共同切除故障和失电范围的小电源线路；所述小电源线路切除后，配网自动化满足条件进行转供处理，恢复供电。本发明所述的主动联切和被动解列互相不存在闭锁关系，适用于未接入小电源、或接入多条小电源线路情况，可提高配网自动化的故障定位、隔离和转供能力。

Description

一种配电网小电源切除方法
技术领域
本发明涉及一种配电网小电源切除方法，属于领域保护技术领域。
背景技术
小电源接入配电网，使传统的辐射状结构变为多电源结构，也使配电网本身的电压分布发生变化。当配电网发生故障时，保护跳闸与电源断开后，因为接入小电源线路的支撑作用，配电网电压不满足无压条件，导致配网自动化无法实现故障隔离和转供，且危及运维人员的人身安全。
为解决小电源接入给配电网带来的不利影响，常用的解决方法是当配电网发生故障时，切除配电网接入的全部小电源，该方法损害了小电源的经济性，且在小电源高渗透大容量接入趋势下，无选择性的切除小电源将进一步加剧配电网的功率失衡，危及配电网的稳定运行。
为保障配网自动化的正确性且不损害接入小电源的经济性，需正确切除故障范围和待转供范围内的小电源，现有技术包括以下两种方式：一个是基于多点信息交互如网络区域保护，一个是基于就地信息判断如解列保护。但是，这两个方法均有一定的局限性，如网络区域保护受配网子站和各个配网终端的通信效果制约，当通信中断时功能闭锁，且对于不具备通信条件的场合无法适用，而解列保护当接入大容量小电源对配电网支撑能力较强时无法快速动作，因而单一方法往往无法很好解决小电源接入配电网的问题。
发明内容
发明目的：本发明旨在提供一种配电网小电源切除方法，实现发生故障后切除故障范围和可恢复供电范围内接入的小电源，正常范围内的小电源继续挂网运行，以解决上述问题。
技术方案：本发明的配电网小电源切除方法，当配电网出现故障时，采用主动联切和被动解列的方式共同切除故障和失电范围的小电源线路；所述小电源线路切除后，配网自动化满足条件进行转供处理，恢复供电。
所述主动联切具体包括以下步骤：
(1)信息初始化配置：将配电网各个开关视作节点，各节点配置初始化信息；
(2)基于配电网各节点的信息交互实现配电网运行方式识别：将具备转供能力的节点判为开环点，将隔离故障的节点之间的区段判为故障区段，将故障下游隔离节点至开环点之间的区段判为可恢复供电区段，将其他区段判为正常区段；
(3)主动联切命令触发：将配电网主干线路开关视作主干节点，当主干节点分位与电源侧断开后触发联切命令；
(4)主动联切命令处理：联切命令由故障上游隔离节点起始，向开环点方向传输，传送至开环点终止，故障区段和可恢复供电区段接收到联切命令后将接入的小电源线路切除，主动联切命令处理不判母线电压、母线频率电气量。
所述被动解列不需要通信条件，基于就地电气量判断，条件包括：基于母线三相电压的母线过压、母线低压，基于母线零序电压的母线零序过压，基于母线频率的母线过频、母线低频，基于各线路电流的母差保护。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：
(1)本发明综合基于信息交互的主动联切和基于就地电气量的被动解列，利用通信条件和就地保护切除配电网接入的小电源，为小电源线路的切除提供双重保障，两种方式相互结合，使小电源切除不受配网子站和各个配网终端的通信效果制约，不受小电源大容量接入的影响。
(2)本发明能够提高配电网的故障定位、隔离和转供能力，可适用于多种小电源线路接入情况的故障切除，切除动作更加迅速，主动联切划分多个区段，能够实现精准切除，使恢复供电过程更加高效。
附图说明
图1为本发明的流程示意图；
图2为本发明主动联切的流程示意图；
图3为典型单环网配电网接入小电源示意图；
图4为本发明被动解列的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
本发明充分利用通信条件和就地保护解决配电网接入的小电源，综合基于信息交互的主动联切和基于就地电气量的被动解列。当配电网出现故障时，采用主动联切和被动解列的方式共同切除的故障和失电范围的小电源线路。小电源线路切除后，故障区段和可恢复供电区段满足无压条件，配网自动化满足条件进行转供处理，恢复供电。
小电源线路可通过参数定义，本方明适用于配电网未接入小电源线路、或接入多条小电源线路情况，对于未接入小电源线路情况，主动联切和被动解列任一个满足条件后，都不会切除任何线路，对于接入多条小电源线路情况，主动联切和被动解列任一个满足条件后，切除故障区段和可恢复供电区段内接入的所有定义为小电源的线路。本发明适用于基于通信的配网自动化方式和就地配网自动化方式，能够提高配电网的故障定位、隔离和转供能力。
如图1所示，主动联切具体包括如下步骤：
(1)信息初始化配置：将配电网各个开关视作节点，各节点配置初始化信息，信息包含开关分位、开关合位、母线电压、母线有压、母线无压、线路电流、线路有流、保护动作等信息。母线电压和各线路电流设置门槛值，将母线有压、母线无压、线路有流转变为开关量信号。
(2)配电网运行方式识别：将各节点之间部分视作区段，各节点基于信息交互，将具备转供能力的节点判为开环点，将隔离故障的节点之间的区段判为故障区段，将故障下游隔离节点至开环点之间的区段判为可恢复供电区段，将其他区段判为正常区段；各节点的信息交互由配置的终端之间采用无线、或光纤方式通信实现，不依赖于配网子站。各节点的信息全部采用开关量信号。
(3)主动联切命令触发：将配电网主干线路开关视作主干节点，当主干节点分位与电源侧断开后触发联切命令。一方面主动联切命令触发适用于开关选用断路器和负荷开关情况，对于开关选用断路器情况，发生故障后保护直接跳闸触发联切命令，对于开关选用负荷开关情况，发生故障后由上一级选用断路器的主干节点跳闸触发联切命令；另一方面主动联切命令触发适用于开关在有故障经保护跳闸和无故障跳闸情况，对于有故障情况，保护跳闸触发联切命令，对于无故障开关跳闸情况，基于开关状态变化情况、是否存在人工操作情况、是否存在保护动作情况等信息综合判为偷跳后触发联切命令。
(4)主动联切命令处理：联切命令由故障上游隔离节点起始，向开环点方向传输，传送至开环点终止，故障区段和可恢复供电区段接收到联切命令后将接入的小电源线路切除，联切命令不发送至正常区段，正常区段接入的小电源线路继续运行；主动联切命令处理不判母线电压、母线频率等电气量，不受制于小电源容量大对配电网有较强支撑能力的影响，对故障后与电源断开但配电网电压因小电源接入没有显著变化的情况可保障小电源线路切除。切除故障区段、和可恢复供电区段内的所有小电源线路，保留正常区段内的小电源，可灵活适应接入多个小电源线路的情况。
小电源切除后，故障区段和可恢复供电区段满足无压条件，配网自动化进行故障隔离与转供处理。
在(2)和(4)的识别及处理步骤时，采用对等式判断，每个节点的终端地位上是对等的，逻辑全部一致(可认为均是主机)，各个装置独立进行逻辑判断。
主动联切特点是基于通信，不判母线电压、母线频率电气量，不受小电源容量大对配电网有较强支撑能力的影响。
被动解列判断条件包括：基于母线三相电压的母线过压、母线低压，基于母线零序电压的母线零序过压，基于母线频率的母线过频、母线低频，基于各线路电流的母差保护。被动解列依赖就地电气量实现解列保护，特点是基于就地保护，不受通信条件的制约。
本发明提供的一种配电网小电源切除方法实施案例：
结合图2单环网配电网示意：配电房2接入小电源1，配电房4接入小电源2。阐述小电源解决流程如下：
根据的主动联切步骤(1)～(4)，首先构建初始化信息，将图2中各开关视为节点，各节点编号如图2所示。节点105两侧都满足母线有压条件，且节点105为分位，满足条件判为开环点。故障(如图2中的“fault”处)发生后，节点101、102保护跳闸隔离故障，将节点101和102包围的范围判为故障区段，将节点102至105包围的范围判为可恢复供电区段，将节点105至电源B包围的范围判为正常区段。
节点101跳开的同时，通过无线或光纤向节点105方向发送主动联切命令。配电房1接收到主动联切命令后，判断配电房1未接入小电源线路，不切除配电房1任何线路，节点102、节点103都不是开环点，向配电房2方向继续传送主动联切命令。当配电房2接收到主动联切命令后，判断配电房2接入小电源线路106，切除小电源线路106。节点105是开环点，配电房2终止主动联切命令，不再传送。
配电房4位于正常区段，小电源线路406继续挂网运行。节点102～105为可恢复供电区域，满足无压条件，配网自动化满足无压条件，可进行转供处理。
被动解列在主动联切启动的同时启动，由于故障小电源线路的影响，配电房1和配电房2的母线电压和母线频率受故障影响后出现波动，配电房2的小电源线路106在与电源A断开后一般无法保持功率平衡，被动解列满足条件后动作。配电房1未接入小电源线路，被动解列动作不切除配电房1任何线路。配电房2被动解列动作切除小电源线路106。配电房4母线电压和母线频率正常，被动解列不会动作，小电源线路406继续挂网运行。
综上所述，故障发生后，主动联切和被动解列任一个率先切除位于可恢复供电区段的小电源线路106后，配网自动化满足条件进行转供处理，合上开环点105恢复配电房1和配电房2的供电。

Claims (7)

1.一种配电网小电源切除方法，其特征在于，当配电网出现故障时，采用主动联切和被动解列的方式共同切除故障和失电范围的小电源线路；所述小电源线路切除后，配网自动化满足条件进行转供处理，恢复供电；
所述主动联切具体包括以下步骤：
(1)信息初始化配置：将配电网各个开关视作节点，各节点配置初始化信息；
(2)基于配电网各节点的信息交互实现配电网运行方式识别：将具备转供能力的节点判为开环点，将隔离故障的节点之间的区段判为故障区段，将故障下游隔离节点至开环点之间的区段判为可恢复供电区段，将其他区段判为正常区段；
(3)主动联切命令触发：将配电网主干线路开关视作主干节点，当主干节点分位与电源侧断开后触发联切命令；
(4)主动联切命令处理：联切命令由故障上游隔离节点起始，向开环点方向传输，传送至开环点终止，故障区段和可恢复供电区段接收到联切命令后将接入的小电源线路切除，主动联切命令处理不判母线电压、母线频率电气量；
所述步骤(3)包括以下步骤：
(31)开关为断路器时，发生故障后保护直接跳闸触发联切命令；
(32)开关为负荷开关时，发生故障后由上一级选用断路器的主干节点跳闸触发联切命令；
(33)当开关有故障时，保护跳闸触发联切命令；
(34)当无故障开关跳闸时，根据开关状态变化情况、是否存在人工操作情况、是否存在保护动作情况判断开关是否偷跳，若为偷跳，则触发联切命令。
2.根据权利要求1所述的配电网小电源切除方法，其特征在于，所述步骤(1)中的初始化信息包括开关分位、开关合位、母线电压、母线有压、母线无压、线路电流、线路有流、保护动作。
3.根据权利要求2所述的配电网小电源切除方法，其特征在于，所述母线电压和各线路电流设置门槛值，母线有压、母线无压、线路有流为开关量信号。
4.根据权利要求1所述的配电网小电源切除方法，其特征在于，所述步骤(2)中的各节点的信息交互由配置的终端之间采用无线、或光纤方式通信实现，不依赖于配网子站。
5.根据权利要求1所述的配电网小电源切除方法，其特征在于，所述步骤(2)和(4)中各节点采用对等式进行识别和处理。
6.根据权利要求1所述的配电网小电源切除方法，其特征在于，所述被动解列不需要通信条件，基于就地电气量判断，条件包括：基于母线三相电压的母线过压、母线低压，基于母线零序电压的母线零序过压，基于母线频率的母线过频、母线低频，基于各线路电流的母差保护。
7.根据权利要求1所述的配电网小电源切除方法，其特征在于，当配电网线路上没有小电源线路接入时，主动联切和被动解列均不执行。
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