[发明专利]一种与继电保护协同的IIDG故障控制策略

说明书

本发明公开了一种与继电保护协同的IIDG故障控制策略，属于IIDG并网控制和继电保护领域。在IIDG并网线路故障后，本发明的故障控制策略通过控制IIDG并网点正序电流相量，间接控制正序故障分量电压相量与正序故障分量电流相量之间的相位差，使该相位差在故障后能恒定在‑90°附近。通过实施本发明的故障控制策略，在不改变现有的正序故障分量方向元件判据的情况下，能够使正序故障分量方向元件始终工作在最大灵敏角附近，从而确保应用于IIDG并网线路的正序故障分量方向元件在正方向故障时能正确判断故障方向且灵敏动作。

技术领域

本发明属于IIDG并网控制和继电保护领域，具体涉及一种与继电保护协同的IIDG故障控制策略。

背景技术

继电保护作为电网安全稳定运行的第一道防线，对保证电能高效稳定的传输和利用起着重要作用。然而，随着大量逆变型分布式电源(Inverter Interfaced DistributedGeneration,IIDG)接入配电网中，配电网由简单的单电源供电网络变为复杂的多电源供电网络，使故障电流双向流动，导致传统的三段式电流保护不再适用。为了适应IIDG的接入，保证配电网保护的选择性，需要采用方向过流保护。方向元件是方向过流保护的关键元件，配电网中常用的方向元件包括正序故障分量方向元件、功率方向元件、零序方向元件等，其中，由于正序故障分量能反映所有故障类型，且具有不受负荷及过渡电阻影响的优点，因此正序故障分量方向元件是应用最广泛的方向元件。

正序故障分量方向元件根据保护测量的正序故障分量电压相量和正序故障分量电流相量之间的相位关系判断故障方向。规定正方向为母线指向线路，则正序故障分量方向元件的正方向动作判据为该判据成立则判为正方向；反方向动作判据为该判据成立则判为反方向。可见，和之间的相位计算结果能够用来分析方向元件的性能，而IIDG的正序等值阻抗相角可表示为该相角与保护测量的和之间的相位计算结果仅相差一个由于规定正方向造成的负号，进而，可以用argΔZ₁分析正序故障分量方向元件的性能。下面通过argΔZ₁特性分析正序故障分量方向元件的性能。

已有研究表明，与同步发电机正序等值阻抗相角恒定为接近90°不同，IIDG的正序等值阻抗相角argΔZ₁不再恒定为接近90°，而是在-180°～180°范围内大幅变化，变化规律复杂。相关文献明确做了记载，例如李彦宾，贾科，毕天姝等著的《逆变型电源对故障分量方向元件的影响机理研究》电网技术，2017，41(10)：3230-3236。

由于argΔZ₁在-180°～180°范围内大幅变化的特殊性，IIDG并网线路正方向故障时，正序故障分量方向元件的正方向动作判据存在不满足的情况，即不满足而是落入反方向动作区，即导致正序故障分量方向元件应用于IIDG并网线路时将正方向故障误判为反方向故障的问题。

针对IIDG接入配电网后，正序故障分量方向元件应用于IIDG并网线路时将正方向故障误判为反方向故障的问题，目前已提出了多种方向元件的改进方案，甚至提出了新的方向元件原理。现有改进方案和新方向元件原理，均停留在利用IIDG故障电流和故障电压的特殊变化规律层面，虽然能在一定程度上缓解IIDG的影响，但并未直接反映IIDG等值阻抗相角的特性，甚至忽略了IIDG的并网低电压穿越要求，造成了现有改进方案和新方向元件原理难以从根本上解决正序故障分量方向元件应用于IIDG并网线路时将正方向故障误判为反方向故障的问题。

发明内容

为克服现有技术中存在的上述问题，本发明公开了一种与继电保护协同的IIDG故障控制策略。该故障控制策略通过控制并网点正序电流相量间接达到控制和之间的相位计算结果恒定在-90°的目的，从而从根本上解决正序故障分量方向元件应用于IIDG并网线路时将正方向故障误判为反方向故障的问题。

本发明采用的具体技术方案如下：

一种与继电保护协同的IIDG故障控制策略，包括以下步骤：