[发明专利]微电网继电保护方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及微电网继电保护技术领域，具体涉及一种既可满足微电网孤网运行中的继电保护又可满足微电网孤网运行与微电网和大电网双网并网运行这两种模式间切换的方法和相应的装置。

背景技术

微电网（Micro Grid）是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统，是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，其既可以连接到外部大电网上运行（称为“并网”运行），也可以脱开外部大电网孤立运行（称为“孤网”运行）。

在微电网的继电保护方面，一方面，目前现有的继电保护装置不具备“孤网/并网”模式转换功能，因此在实践中还不能适应微电网的上述双网切换的工作方式；另一方面，由于微电网内部有数量众多的分布式电源，且它们之间的距离很短，容易造成短路电流的急剧增大，如果不能及时断开相应回路，则危害性较强，而现有的继电保护装置都是针对10KV及以上电压的大电网线路应用而设计的，在时效性上不能满足400V及以下微电网快速切除故障的保护需求，从而严重威胁了电力电子设备的安全。基于以上两点，微电网技术的发展与应用受到了很大限制。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种微电网继电保护方法及一种采用该方法的微电网继电保护装置，不仅能够适应微电网的孤网/并网相转换的工作方式，并可应用于400V及以下的微电网线路中，满足微电网孤网运行状态下的快速速断保护需要。

本发明所采用的主要技术方案是：

一种微电网继电保护方法，通过检测微电网与大电网之间连接的微电网开关的分合闸状态，判断所述微电网的运行状态，当所述微电网处于孤网运行状态时，使所述微电网内的微电网继电保护装置运行在微电网继电保护状态，依据孤网运行的标准进行微电网内线路的继电保护，当所述微电网处于并网运行状态时，使所述微电网继电保护装置退出微电网继电保护状态,进入常规继电保护模式。

所述微电网处于孤网和并网运行状态的判断依据可以为：当检测出所述微电网PCC开关处于分闸或非合闸位置状态时，则判断为所述微电网处于孤网运行状态；当检测出所述微电网开关处于合闸或非分闸位置状态时，则判断为所述微电网处于并网运行状态。

所述微电网继电保护装置在微电网继电保护状态下的工作方式为：将所采集的微电网的相关线路的电流与相应的预设保护定值进行比较运算，如在设定的延迟时间内相关线路的电流达到和/或超过其保护定值，则输出跳闸控制信号断开该相应线路上的断路开关。

所述微电网继电保护方法采用交流采样，具体是对相应线路的电流进行连续的电流数据采样，每个基波电流周期内的采样数为N，N>4，并采用以下步骤进行所述比较运算：

（1）突变量判断：在采样过程中，记录最近的连续N＋1点采样值，将每点采样值和前一周期的同位置采样值进行比较，当正负偏差超过突变量定值时，启动快速出口计算，运行步骤（2）；

（2）快速出口计算：继续采样至少M点的值                                                ，M≥3,采用两点法计算电流工程量，所述电流工程量的平方为：

 ，i=1、2、……、M-1，其中：，为相应线路的基波电流的频率，是相应线路的工作频率，在中国该频率即为电网额定频率50Hz，为采样周期，。

计算出至少两个所述电流工程量的平方，比较所述电流工程量是否均大于相应的所述保护定值，如果是，则输出所述跳闸控制信号；如果否，结束本次快速出口计算。

本发明还保护一种微电网继电保护装置，包括能够接收微电网与大电网之间连接的微电网开关的分合闸状态信号并将其转换成适宜数字信息的开入模块、能接收所述微电网的各电流数据信号并将其转换成适宜数字信息的模入模块、能够接收来自模入模块和开入模块的信息并进行逻辑处理后输出控制指令信息的主控制单元以及能够接收来自所述主控制单元的控制指令信息并控制所述微电网内部线路上的各断路开关分、合闸的控制输出模块，所述主控制单元依据所述开入模块传递的所述分合闸状态信号确定所述微电网继电保护装置进入还是退出微电网继电保护状态，在微电网继电保护状态下依据孤网运行的标准进行微电网内线路的继电保护。

所述微电网继电保护装置还包括与所述主控制单元连接并双向通信的通信模块，所述通信模块上可以设有用于与外界通信的RS232和/或RS485接口。