[发明专利]一种有选择性继电保护配置方法

说明书

本发明公开了一种有选择性继电保护配置方法，根据综合谐波占比设定制动定值的方法，基于谐波的占比与电流的畸变呈正相关特性，采用动态模糊控制的方法控制多绕组汇流变压器低压侧多个注入电流。本发明方法能够有效应对储能单元环中多绕组汇流变压器侧的故障，使得储能单元环内部多绕组汇流变压器侧发生故障时有选择性地跳开单个储能单元，保证故障时继电保护有选择性地动作，最大程度地维持储能电站的运转，进而保证整个电力系统运行的安全可靠。

技术领域

本发明涉及一种继电保护配置方法，尤其涉及一种有选择性继电保护配置方法。

背景技术

随着经济的快速发展，工业用电量、商业用电量以及居民用电量都大幅增加，日内用电最高负荷同比逐年攀升，日内峰谷差扩大，在用电高峰时期存在较大的电力供应缺口。经济发展的同时，还面临着严峻的环保压力，为了逐步减少存在较大污染的传统火力发电比例，世界各国都在逐步提高光伏发电、风力发电等可再生能源发电比例。

但随着可再生能源发电比例的逐步提高，新能源发电的间歇性和波动性也给电力系统的可靠安全运行带来了越来越大的挑战。而大容量储能技术因可以促进新能源消纳，平滑风电/光伏出力，且能满足电网调峰、调频、黑启动等应用需求，且能降低用户的用电成本，长远来看，还能促进能源转型，从而储能技术已成为“采-发-输-配-用-储”中的一个关键环节。

鉴于电池储能具有规模配置灵活、响应速率快、建设周期短、受地理条件限制等优势，在各地已相继有电池储能电站的建设以及并网投运。截至2019年12月底，全球已投运电池储能项目的累计装机规模为8.24GW，占全球储能市场的4.5％。随着大规模储能电站的大量投建与运行，原有储能电站的主接线结构与继电保护不能满足现有需求，在发生故障时，不能保证继电保护有选择性地切除故障，使得储能电站不能满足电网的调峰、调频、黑启动等应用需求。需要明确如何动态确定制动电流的定值，由于低压侧有多个绕组，各个电流大小、相位不一，与励磁涌流等问题交织在一起，给工程实施造成了较大困难。

发明内容

发明目的：本发明的目的为提供一种能有选择性地切除储能电站中的故障部分，最大限度地保障储能电站能够满足电网的调峰、调频、黑启动等应用需求的有选择性继电保护配置方法。

技术方案：本发明的有选择性继电保护配置方法，根据综合谐波占比设定制动定值的方法，基于谐波的占比与电流的畸变呈正相关特性，采用动态模糊控制的方法控制多绕组汇流变压器低压侧多个注入电流。

在用断路器替代传统典型储能电站的单个储能单元多绕组汇流变压器上方熔断器结合隔离开关的配置方案的基础上，提出了一种有选择性切除的继电保护配置方法，包含了有选择性切除的主保护和有选择性切除的后备保护两个方面。

本发明方法提出了一种根据综合谐波占比设定制动定值的方法，其优点在于可以综合考虑低电压穿越电流和励磁涌流，有选择性切除的主保护方面，主要针对多绕组汇流变压器保护区内的短路故障，提出了一种具有制动特性且根据谐波特性动态标定最小制动电流的差动保护方法，在汇流变压器低压侧发生区外故障时，存在一些与制动电流无关的不平衡电流，动作电流过低容易造成继电器误动。最主要的原因是储能单元的并网逆变器往往工作在低电压穿越阶段，仍然对变压器低压侧注入电流，且各不相同，对相应的差动特性造成不利影响(其它的如变压器的励磁电流、测量回路的杂散噪声等也会产生一定的影响)。为此，需要引入一定的制动特性，从而确保变压器差动保护判断的正确性。

动态模糊控制的方法采集多绕组汇流变压器高压侧、低压侧的各个电流，分析各个电流特定频率的谐波占比，随后采用高斯模糊算法，再查询预先设定的控制参数表，标定逆变器的制动值。采用这种方法，只关注相应的系统外特性，避免涉及准确的多绕组汇流变压器与各个逆变器之间详细的电磁模型，因此具有良好的工程适用性，保证本案所提出的变压器保护的可靠性。