用于含逆变型dg配电网的自适应正序电流速断保护方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于含逆变型DG配电网的自适应正序电流速断保护方法，包括：(1)在IBDG并网点的上游线路末端配置断路器和保护装置，并且在IBDG上游线路的保护中均配置方向元件，其中，IBDG上游区域首端和末端的保护只需反映正方向故障；(2)根据不同的故障类型，不同位置的保护选择不同的正序电流整定公式进行整定；对于IBDG上游线路的保护，先进行故障方向判断，并根据故障类型选择相应的正序电流整定公式。本发明可以减小或消除IBDG容量(或出力)、故障点位置和系统运行方式等因素对保护范围的影响，改善保护的性能。
【专利说明】用于含逆变型DG配电网的自适应正序电流速断保护方法 所属【技术领域】
[0001] 本发明属于电力系统配电网保护与控制领域，涉及一种适用于含逆变型DG配电 网的自适应正序电流保护方法。
【背景技术】
[0002] 分布式电源（distributed generation, DG)是一种新兴的电力能源，包括光伏发 电系统、风力发电系统、微型燃气轮机发电系统、小水电等。分布式发电技术具有环保、经济 等一系列优点，能够很好地满足人们对电力安全稳定和经济环保的要求，已引起广泛关注， 并逐渐得到推广和发展。
[0003] 传统的中低压配电网大多是向负荷单方向供电的辐射状网络，其保护没有考虑网 络中有DG接入的情况，通常配置为三段式电流保护。当DG接入到配电网后，配电网变成了 具有双端或者多端电源的网络。DG的接入改变了配电网的故障电流分布以及配电网原有保 护配置的基础条件，对配电网短路电流的影响表现为助增电流、外汲电流和反向电流，配电 网原有的三段式电流保护将可能误动作或者拒动作。另外，对于像光伏发电系统、永磁直驱 式风机等逆变型DG(inverter_based distributed generation, IBDG)，它们的出力随自然 条件变化随机波动比较大，系统的运行方式也更加多变，这就使得传统电流保护的定值很 难整定，保护之间的配合也很难协调。
[0004] 为了提高电能质量，IBDG通常采用基于电压正序分量的控制策略。考虑到IBDG接 入配电网后只包含在正序网络中，通过分析当不同位置发生故障时保护安装处正序电压和 流过保护的正序电流之间关系，本发明提出了一种基于正序电流的适用于含逆变型DG配 电网的自适应电流保护方法。该方法能够充分利用当前故障情况下保护安装处的正序电压 和正序电流信息，来减小或消除IBDG容量（或出力）、故障点位置和系统运行方式等因素对 保护范围的影响，大大改善了保护的性能。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于结合故障情况下IBDG只包含在正序网络中这一特性，通过分 析当不同位置发生故障时保护安装处的正序电压和流过保护的正序电流之间的关系，提供 一种适用于含逆变型DG配电网的自适应正序电流速断保护方法，来减小或消除IBDG容量 (或出力）、故障点位置和系统运行方式等因素对保护范围的影响，改善保护的性能。本发 明的技术方案如下：
[0006] 一种用于含逆变型DG配电网的自适应正序电流速断保护方法，包括下面几个方 面：
[0007] (1)在IBDG并网点的上游线路末端配置断路器和保护装置，并且在IBDG上游线路 的保护中均配置方向元件，其中，IBDG上游区域首端和末端的保护只需反映正方向故障；
[0008] (2)根据不同的故障类型，不同位置的保护选择不同的正序电流整定公式进行整 定，具体说明如下：
[0009] 当故障类型为三相短路故障时，不同位置保护的正序电流整定公式如式（1)所 示：
[0010]
【权利要求】
1. 一种用于含逆变型DG配电网的自适应正序电流速断保护方法，包括下面几个方面： (1) 在IBDG并网点的上游线路末端配置断路器和保护装置，并且在IBDG上游线路的保 护中均配置方向元件，其中，IBDG上游区域首端和末端的保护只需反映正方向故障； (2) 根据不同的故障类型，不同位置的保护选择不同的正序电流整定公式进行整定，具 体说明如下： 当故障类型为三相短路故障时，不同位置保护的正序电流整定公式如式（1)所示：
(1) 其中：?为保护所在线路的阻抗值；Kk为可靠系数；U为保护安装处的相电压；在三相 短路故障的情况下，正序相电压和正序相电流即为相电压和相电流； 当故障类型为两相相间短路故障时，不同位置保护的正序电流整定公式不同； 在IBDG上游线路的保护中，系统侧保护的正序电流整定公式如式（2)所示：
(2) IBDG侧保护的正序电流整定公式如式（3)所示：
(3) 其中=Es为系统电势，其值为预设值10. 5/1. 732 = 6. 06kV，其相位大小为当前故障情 况下U1的相位相加之和，你一X为保护所在线路末端发生相间短路故障时Es超前于 U1的相位；ZS和Zs.min分别为当前故障情况下的系统阻抗和最大运行方式下的系统阻抗； 对于IBDG下游线路的保护，其正序电流整定公式如式（4)所示：
⑷ 其中=Zu为保护上游线路的阻抗，Zu为保护所在线路的阻抗； 对于相邻馈线上的保护，其正序电流整定公式如式（5)所示：
(5) (3) 当含IBDG配电网发生故障时，在保护启动之后，对于IBDG下游线路及相邻馈线各 保护，根据故障类型选择相应的正序电流整定公式；对于IBDG上游线路的保护，先进行故 障方向判断，并根据故障类型选择相应的正序电流整定公式；当流过保护的正序电流值大 于整定值时，该保护断开与其对应的断路器，隔离故障线路。
2. 根据权利要求1所述的用于含逆变型DG配电网的自适应正序电流速断保护方法，其 特征在于，其中，可靠系数Kk可取1.2?1.3。
【文档编号】H02H7/26GK104242273SQ201410494189
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月24日 优先权日:2014年9月24日
【发明者】李永丽, 陈晓龙, 许永军, 叶志锋, 文安, 赵曼勇, 刘年, 魏承志, 黄维芳, 金鑫, 杨颖安, 姜超 申请人:天津大学