[发明专利]一种直流配电网的边界保护方法

说明书

本发明公开了一种利用直流配电网的边界保护方法，该方法为：在直流配电网中的直流线路两端安装边界元件电容，对线路两端电容支路的电流进行同步采样，并用滤波器提取特定频带的电流分量，判断电流分量是否大于启动阀值，计算线路两端电容支路的特定频带电流分量的比值K，根据K在一定的时间窗口内的波动性，进行故障识别。本发明原理简单，可靠性高而且保护动作快速，不受线路分布式电容的影响，具有较强的耐受过电阻能力。

技术领域

本发明涉及直流配电网继电保护领域，特别是一种直流配电网的边界保护方法。

背景技术

近年来，随着社会经济的发展，城市负荷密度越来越高，用电负荷质量、需求量不断增加，给传统交流配电网带来了巨大的挑战。另一方面，未来的配电网应该能够接纳风能、太阳能等新能源的大规模并网，目前常见的分布式电源主要为光伏发电、燃料电池、风力发电和燃气轮机等，但这些电源所产生的电能一般需要经过两级变换器才能并入电网，增大了损耗与降低了电能质量。

针对上述问题，交流配电网已经难以满足要求，伴随着电力电子技术和信息通信技术的快速发展，直流配电网技术为解决这些难题提供了一个很好的方法。目前各国对于直流配电网领域的相关研究和示范工程仍在起步阶段，作为制约直流配电网发展的关键技术之一，直流配电网的保护研究尚处于一个起步阶段，缺乏相关的标准规则与保护配置的经验，现有用于交流配电网的保护难以直接用于直流配电网中。在直流配电网中，由于分布式电源的接入以及直流线路较短，过电流与欠电压保护难以满足保护的选择性要求；传统差动保护易受线路分布式电容的影响，保护需要躲过电容的暂态电流，不能满足保护的快速性要求；行波保护虽然动作快，但是耐受过电阻能力差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种直流配电网的边界保护方法，可靠性高而且保护动作快速，不受线路分布式电容的影响，具有较强的耐受过电阻能力。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种直流配电网的边界保护方法，包括以下步骤：

步骤1，在直流配电网中的直流线路两端安装边界元件电容；

步骤2，采样两端电容支路的特定频带电流分量；

步骤3，当电容支路特定频带电流分量大于启动阀值时，进行步骤4，否则返回步骤2；

步骤4，计算两端电容支路的特定频带电流分量的比值K；

步骤5，根据K值在一定的时间窗口内的波动性，进行故障识别。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：(1)本发明的保护方法原理简单，易于操作，适用于直流配电网中；(2)利用故障瞬间的暂态分量，可以不用考虑直流线路故障前的电气分量对保护的影响；(3)利用电容支路的特定频带电流分量比值，克服了传统差动保护易受线路分布式电容影响的特点与具有较强的耐受过电阻能力。

附图说明

图1为两端供电型直流配电网简图。

图2为本发明的直流配电网的边界保护方法流程图。

图3为直流线路3发生故障时的故障附加电路图。

图4为直流线路2发生故障时的故障附加电路图。

图5为区内直流线路3正极经过渡电阻接地短路时，线路3两端电容支路特定频带电流的仿真图。

图6为区内直流线路3正极经过渡电阻接地短路时，线路3两端电容支路特定频带电流比值K的仿真图。

图7为区外直流线路2正极经过渡电阻接地短路时，线路3两端电容支路特定频带电流的仿真图。

图8为区外直流线路2正极经过渡电阻接地短路时，线路3两端电容支路特定频带电流比值K的仿真图。

具体实施方式