適用于并網(wǎng)和孤島運(yùn)行的微網(wǎng)綜合繼電保護(hù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于分布式發(fā)電和電力系統(tǒng)保護(hù)的交叉領(lǐng)域，設(shè)及新能源的并網(wǎng)、微電網(wǎng) 的運(yùn)行方式與保護(hù)、配電網(wǎng)的新型繼電保護(hù)方法。
【背景技術(shù)】
[000引能源問(wèn)題日益緊迫，利用風(fēng)電和太陽(yáng)能等新能源是解決能源緊缺，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā) 展的重要途徑。
[0003] 分布式發(fā)電供能技術(shù)的大量應(yīng)用有助于利用清潔和可再生能源，但同時(shí)對(duì)電力系 統(tǒng)的安全性和可靠性提出了新的挑戰(zhàn)。由于分布式能源固有的間歇性W及發(fā)電技術(shù)等原 因，導(dǎo)致分布式能源直接接入電網(wǎng)存在諸多問(wèn)題，如電能質(zhì)量、潮流、整個(gè)電力系統(tǒng)的協(xié)調(diào) 等，將發(fā)電和負(fù)荷看成一個(gè)子系統(tǒng)或者"微電網(wǎng)"，是實(shí)現(xiàn)分布式發(fā)電功能系統(tǒng)的理想方式， 為此國(guó)內(nèi)外越來(lái)越多的學(xué)者致力于研究微電網(wǎng)的控制及運(yùn)行管理。如若能夠合理利用繼電 保護(hù)方案，與含分布式能源的微電網(wǎng)運(yùn)行特性相結(jié)合，保障微電網(wǎng)及其并網(wǎng)點(diǎn)安全穩(wěn)定運(yùn) 行的能力，才能體現(xiàn)中國(guó)電網(wǎng)智能化建設(shè)的特點(diǎn)。
[0004] 然而，微電網(wǎng)并網(wǎng)后，其助增或者汲流效應(yīng)影響了原配電網(wǎng)故障電流的大小和方 向，使得配電系統(tǒng)中原有繼電保護(hù)裝置的整定值不再滿足動(dòng)作條件，可能引起原有保護(hù)裝 置的誤動(dòng)或拒動(dòng)，從而引發(fā)更嚴(yán)重的事故。
[0005] 針對(duì)微電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行對(duì)配電系統(tǒng)帶來(lái)有害影響的問(wèn)題，必須調(diào)整現(xiàn)有的保護(hù)策 略，在微電網(wǎng)或配電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，保證繼電保護(hù)裝置能夠正確動(dòng)作，維持系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn) 行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了解決微電網(wǎng)在并網(wǎng)和孤島兩種運(yùn)行模式下的繼電保護(hù)問(wèn)題，本發(fā)明旨在提出 了一種適用于并網(wǎng)和孤島兩種運(yùn)行模式的微網(wǎng)綜合繼電保護(hù)方法，適用于微網(wǎng)并網(wǎng)或孤島 兩種運(yùn)行模式該兩種情況，其保護(hù)范圍和靈敏度不受微網(wǎng)運(yùn)行模式、控制方法、微電源接入 位置的影響，是一種符合微電網(wǎng)特性的自適應(yīng)保護(hù)方法。
[0007] 其主要的技術(shù)要點(diǎn)在于；對(duì)于微網(wǎng)外部故障，在并網(wǎng)點(diǎn)檢測(cè)到逆向功率后，將微網(wǎng) 與配電網(wǎng)斷開(kāi)；對(duì)于微網(wǎng)內(nèi)部故障，不需要考慮微網(wǎng)在并網(wǎng)或孤島運(yùn)行狀態(tài)下，根據(jù)微網(wǎng)中 分布式電源和保護(hù)裝置相對(duì)位置的不同，采用統(tǒng)一的自適應(yīng)距離整定方法，針對(duì)微網(wǎng)內(nèi)部 故障的自適應(yīng)距離整定方法只需要在傳統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)程序中稍加修改，不需安裝額外的線 路和裝置。
[000引本發(fā)明中公開(kāi)的微網(wǎng)系統(tǒng)由一個(gè)微電源(可W是光伏、風(fēng)機(jī)等微電源，也可W是儲(chǔ) 能裝置)、兩個(gè)負(fù)荷、四條饋線、四個(gè)保護(hù)裝置、四個(gè)母線節(jié)點(diǎn)組成，其中有至少一個(gè)公共連 接點(diǎn)處的保護(hù)并網(wǎng)斷路器，至少=個(gè)用于線路保護(hù)的斷路器。
[0009] 具體的保護(hù)方法包括： a.當(dāng)微電網(wǎng)外部的配電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，由公共并網(wǎng)點(diǎn)處檢測(cè)出從微電網(wǎng)流向公共電 網(wǎng)的逆向功率，并網(wǎng)斷路器負(fù)責(zé)將微網(wǎng)斷開(kāi)，微網(wǎng)轉(zhuǎn)為孤島運(yùn)行模式。
[0010] b.當(dāng)微網(wǎng)處于并網(wǎng)運(yùn)行模式時(shí)，微網(wǎng)內(nèi)部線路發(fā)生故障時(shí)，按照并網(wǎng)情況下繼電 保護(hù)保護(hù)策略，將故障部分?jǐn)嚅_(kāi)。具體說(shuō)是；由微網(wǎng)內(nèi)部配置的斷路器負(fù)責(zé)將故障線路斷 開(kāi)，維持其他部分的正常工作。
[0011] C.當(dāng)微網(wǎng)處于孤島運(yùn)行模式時(shí)，微網(wǎng)內(nèi)部線路發(fā)生故障時(shí)，按照孤島情況下繼電 保護(hù)策略，將故障部分?jǐn)嚅_(kāi)。具體說(shuō)是；由微網(wǎng)內(nèi)部配置的斷路器負(fù)責(zé)切除故障部分，維持 其他正常部分的運(yùn)行。
[0012] d.當(dāng)分布式電源位于待整定保護(hù)裝置上游，按照距離保護(hù)方法進(jìn)行整定。
[0013] e.當(dāng)分布式電源位于待整定保護(hù)裝置下游，整定過(guò)程計(jì)及分布式電源輸出電流 的助增效應(yīng)，保證保護(hù)范圍和靈敏度不受分布式電源影響。
[0014]本發(fā)明區(qū)別于傳統(tǒng)配電網(wǎng)的過(guò)電流繼電保護(hù)方法，充分考慮微網(wǎng)的故障特性，將 輸電線路中比較成熟的距離保護(hù)方法加W改進(jìn)，使之滿足微網(wǎng)保護(hù)的需求。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果；1.在公共電網(wǎng)故障時(shí)將微網(wǎng)與之分離，能 夠防止微網(wǎng)中的微電源繼續(xù)向公共電網(wǎng)中的故障點(diǎn)繼續(xù)注入故障電流而影響配電網(wǎng)的原 有的保護(hù)策略。2.采用自適應(yīng)距離保護(hù)方法，無(wú)論微網(wǎng)處于何種運(yùn)行模式，其保護(hù)范圍、靈 敏度不受影響，能夠?qū)⒐收暇€路斷開(kāi)，保護(hù)微網(wǎng)中的其他線路和設(shè)備。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1本發(fā)明微網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖； 圖2本發(fā)明保護(hù)方案流程圖； 圖3本發(fā)明保護(hù)裝置硬件平臺(tái)結(jié)構(gòu)說(shuō)明。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面請(qǐng)參閱說(shuō)明書附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[001引參照微電網(wǎng)系統(tǒng)圖1，本發(fā)明具體技術(shù)方案如下： 如圖1所示是本發(fā)明微網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，由一個(gè)微電源(可W是光伏、風(fēng)機(jī)等微電源，也 可W是儲(chǔ)能裝置)、兩個(gè)負(fù)荷、四條饋線、四個(gè)保護(hù)裝置、四個(gè)母線節(jié)點(diǎn)組成，B1是公共連接 點(diǎn)處的保護(hù)，B2、B3、B4用于線路保護(hù)。
[0019] 1.當(dāng)微電網(wǎng)外部的配電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，由公共并網(wǎng)點(diǎn)（PCC)處檢測(cè)出從微電網(wǎng)流 向公共電網(wǎng)的逆向功率，并網(wǎng)斷路器B1負(fù)責(zé)將微網(wǎng)斷開(kāi)，微網(wǎng)轉(zhuǎn)為孤島運(yùn)行模式。
[0020] 2.當(dāng)微網(wǎng)處于并網(wǎng)運(yùn)行模式時(shí)，微網(wǎng)內(nèi)部線路發(fā)生故障時(shí)，按照并網(wǎng)運(yùn)行的繼電 保護(hù)保護(hù)策略，由微網(wǎng)內(nèi)部配置的斷路器B2、B3、B4負(fù)責(zé)將故障線路斷開(kāi)，維持其他部分的 正常工作。
[0021] 3.當(dāng)微網(wǎng)處于孤島運(yùn)行模式時(shí)，微網(wǎng)內(nèi)部線路發(fā)生故障時(shí)，按照孤島運(yùn)行的繼電 保護(hù)策略，由B2、B3、B4切除故障部分，維持正常部分的運(yùn)行。
[0022] 4.針對(duì)微電網(wǎng)的自適應(yīng)距離保護(hù)的阻抗W及動(dòng)作時(shí)間整定的方法如下： 方法1 ;微電源接在待整定保護(hù)裝置上游（B3、B4的整定）；
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種適用于并網(wǎng)和孤島兩種運(yùn)行模式的微網(wǎng)綜合繼電保護(hù)方法，包括：對(duì)于微網(wǎng)外 部故障，在并網(wǎng)點(diǎn)檢測(cè)到逆向功率后，將微網(wǎng)與配電網(wǎng)斷開(kāi)；對(duì)于微網(wǎng)內(nèi)部故障，不需要考 慮微網(wǎng)在并網(wǎng)或孤島運(yùn)行狀態(tài)下，根據(jù)微網(wǎng)中分布式電源和保護(hù)裝置相對(duì)位置的不同，采 用統(tǒng)一的自適應(yīng)距離整定方法，針對(duì)微網(wǎng)內(nèi)部故障的自適應(yīng)距離整定方法只需要在傳統(tǒng)的 微機(jī)保護(hù)程序中稍加修改，不需安裝額外的線路和裝置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于并網(wǎng)和孤島兩種運(yùn)行模式的微網(wǎng)綜合繼電保護(hù) 方法，其特征在于，在所述的微網(wǎng)外部故障和/或微網(wǎng)內(nèi)部故障情況下，所述的微網(wǎng)綜合繼 電保護(hù)方法包括： a. 當(dāng)微電網(wǎng)外部的配電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，由公共并網(wǎng)點(diǎn)處檢測(cè)出從微電網(wǎng)流向公共電 網(wǎng)的逆向功率，并網(wǎng)斷路器負(fù)責(zé)將微網(wǎng)斷開(kāi)，微網(wǎng)轉(zhuǎn)為孤島運(yùn)行模式； b. 當(dāng)微網(wǎng)處于并網(wǎng)運(yùn)行模式時(shí)，微網(wǎng)內(nèi)部線路發(fā)生故障時(shí)，按照并網(wǎng)情況下繼電保護(hù) 保護(hù)策略，將故障部分?jǐn)嚅_(kāi)； C.當(dāng)微網(wǎng)處于孤島運(yùn)行模式時(shí)，微網(wǎng)內(nèi)部線路發(fā)生故障時(shí)，按照孤島情況下繼電保護(hù) 策略，將故障部分?jǐn)嚅_(kāi)； d. 當(dāng)分布式電源位于待整定保護(hù)裝置上游，按照距離保護(hù)方法進(jìn)行整定； e. 當(dāng)分布式電源位于待整定保護(hù)裝置下游，整定過(guò)程計(jì)及分布式電源輸出電流的助 增效應(yīng)，保證保護(hù)范圍和靈敏度不受分布式電源影響。
3. 如權(quán)利要求2所述的一種適用于并網(wǎng)和孤島兩種運(yùn)行模式的微網(wǎng)綜合繼電保護(hù)方 法，其特征在于：考慮了微電源的輸出電流對(duì)保護(hù)裝置的影響，整定方法中利用助增系數(shù)消 除影響。
4. 如權(quán)利要求2所述的一種適用于并網(wǎng)和孤島兩種運(yùn)行模式的微網(wǎng)綜合繼電保護(hù)方 法，其特征在于：步驟b中，所述的并網(wǎng)情況下繼電保護(hù)保護(hù)策略具體為；由微網(wǎng)內(nèi)部配置 的斷路器負(fù)責(zé)將故障線路斷開(kāi)，維持其他部分的正常工作。
5. 如權(quán)利要求2所述的一種適用于并網(wǎng)和孤島兩種運(yùn)行模式的微網(wǎng)綜合繼電保護(hù)方 法，其特征在于：步驟C中，所述的孤島情況下繼電保護(hù)策略具體為；由微網(wǎng)內(nèi)部配置的斷 路器負(fù)責(zé)切除故障部分，維持其他正常部分的運(yùn)行。
6. 如權(quán)利要求2所述的一種適用于并網(wǎng)和孤島兩種運(yùn)行模式的微網(wǎng)綜合繼電保護(hù)方 法，其特征在于：所提出的方法能夠適用于微網(wǎng)并網(wǎng)或孤島兩種運(yùn)行模式。
【專利摘要】一種適用于并網(wǎng)和孤島運(yùn)行的微網(wǎng)綜合繼電保護(hù)方法，能夠在微網(wǎng)不同的運(yùn)行模式下線路發(fā)生路障時(shí)，準(zhǔn)確切除故障段，按照所提出的整定方法，根據(jù)微電源和保護(hù)裝置相對(duì)位置的不同，采用了不同的距離整定方法，具有自適應(yīng)性，消除了分布式電源輸出電流引起的保護(hù)據(jù)動(dòng)、誤動(dòng)等問(wèn)題，而且，本方法只需要在一般的微機(jī)保護(hù)程序中稍加修改即可，不需安裝額外的線路和裝置，成本較低，對(duì)于微網(wǎng)的安全問(wèn)題有很大的意義。
【IPC分類】H02H7-26
【公開(kāi)號(hào)】CN104716635
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510033189
【發(fā)明人】金立軍, 蔣苗苗, 程逸帆, 張穎瑤, 魏然, 張磊, 周科, 韓建偉, 楊樂(lè)
【申請(qǐng)人】同濟(jì)大學(xué), 國(guó)網(wǎng)山東省電力公司濟(jì)寧供電公司
【公開(kāi)日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2015年1月23日