[发明专利]含逆变型分布式电源配电网的相间短路保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统的新能源发电及继电保护领域，具体涉及一种应用于含逆变型分布式电源配电系统的相间短路保护方法。

背景技术

随着全球经济的不断发展和对电能质量要求的不断提高，传统“大机组、大电网、高电压”的大规模联网电力系统的弊端也逐渐显露出来。分布式发电技术因其高效、环保、供电灵活的特点，获得了越来越多的关注，得到了飞速的发展。与此同时，当大量分布式电源(Distributed Generation，DG)接入配电网后，传统配电网单侧电源、辐射状供电的结构特点发生改变，网络结构的变化直接影响到现有配电网的继电保护装置的选择性和灵敏性，导致拒动、误动等问题的发生，给配电网的供电可靠性带来负面影响。针对DG接入对配电网现有保护原理和自动化装置可能造成的不利影响，国内外学者提出了许多现有保护的改进方案以及新的保护原理，主要分为以下几种思路：

(1)限制分布式电源接入点的故障电流^[1-3]。这种方案一般在DG支路串接限流电抗器，通过合理的参数设置来削弱DG助增电流对保护的不利影响。这种方法通过削弱分布式电源与配电网的电气联系来保证保护的选择性和灵敏性，面临着故障条件下对配电网支持不足的问题。同时，对逆变型分布式电源的网侧变流器的输出特性提出了较高的要求。

(2)改进现有的配电网保护方案^[4-5]。文献[4]提出基于以内阻变化的电压源等值模型，根据故障类型及当前系统的运行状态，计算出短路时系统和分布式电源各自提供的短路电流。其主要思想的是先试图减小分布式电源接入对保护整定值的影响，然后按照传统电流保护方法进行整定。但其等值模型中的暂态电势及等值电阻无法从运行条件中计算，影响了该方案等值模型的实际工程价值。文献[5]指出在系统三相短路故障时，逆变型分布式电源功率输出变化量与保护感受到的故障电流变化量成正比例关系，因此将逆变型分布式电源等效为恒功率模型，提出了依据DG输出功率调整保护定值的自适应保护方案，但其采用的恒功率模型在相间不对称故障时误差较大，还需要进一步完善。

(3)基于广域信息的智能保护^[6-8]。广域保护的基本原理是将配电系统划分为多个独立区域，每个区域的Agent或LED分别处理本地故障信息，通过Agent或LED之间的信息交互综合判断故障地点。文献[6]以故障电流的正序分量和负序分量幅值之和作为故障特征信息，比较各分支的电流综合幅值大小，以最大分支的正方向为故障搜索的前进方向，利用广域通信系统搜索故障区域。文献[8]提出在现有方向电流保护的基础上，将DG上游每条馈线的保护Ⅰ段与其下一级馈线保护Ⅰ段构成一个通信单元，依据新的整定原则及两级的保护动作结果综合判断故障。这类保护对通信系统的依赖性很大，结构复杂，建设成本较高。

上述文献均没有对DG的控制策略进行讨论，而DG的不同控制策略将直接影响故障特性和保护的整定原则。因此，有必要提出一种充分考虑DG控制特性的保护新方案，提高含DG配电网的运行安全和供电质量。

参考文献

1、吴罡，陆于平，花丽丹等.分布式发电采用故障限流器对继电保护性能的影响，江苏电机工程.2007，26(2)：1－4.

2、王希舟，陈鑫，分布式发电与配电网保护协调性研究.继电器，2006，34(3)：15-19.

3、Tang G，Iravani M R.Application of a fault current limiter to minimize distributed generation impact on coordinator relay protection//Proceedings of2005International Conference on Power Systems Transients June19223，2005，Mont real，Canada：1582163.

4、孙景钌，李永丽，李盛伟等.含逆变型分布式电源配电网自适应电流速断保护，电力系统自动化，2009.33(1)：81-84，89.

5、余琼，余胜，李晓挥.含分布式电源配网自适应电保护方案，电力系统保护与控制，2012，40(5)：110-115.

6、林霞，陆于平，王联合.分布式发电条件下的多电源故障区域定位新方法，电工技术学报，2008，23(11)：139-145，165.

7、马静，王希，米超等.含分布式电源的配电网自适应保护新方法，电网技术，2011，35(11)：204-208.