一种分布式光伏电源接入配电线路故障处理方法

本发明涉及电力系统保护和控制技术，具体涉及一种分布式光伏电源接入配电线路故障处理方法。

背景技术：

随着人类社会的发展，环境污染、能源短缺和人类日益增长的需求之间矛盾越来越激烈。分布式光伏具有无污染、可再生的特点，同时还能一定程度上解决集中式电网发生故障是大面积断网的问题。分布式光伏系统中，光伏发电组件将发电产生的电流通过汇流箱集中传送至逆变器上，将直流电逆变成交流电，然后通过升压变压器升压至35kv并入电网。

35kv配电网通常采用中性点不接地方式。但是根据电网光伏电站并网要求，通常会附加接入z型接地变压器，这就人为构造一个中性点接地系统，使得原中性点不接地系统转变为中性点接地系统。由于中性点接地方式的改变，使得原有配网的保护配置方案不能够满足现有的要求。

因此设计一种分布式光伏接入后的发生短路故障(单相接地故障、两相接地故障、三相短路故障)方法很有必要。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种分布式光伏电源接入配电线路故障处理方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种分布式光伏电源接入配电线路故障处理方法，配电线路的输入线路通过第一开关器件连接至电源侧，配电线路的输出线路通过第二开关器件连接至负载侧，故障处理方法，步骤如下：

第一步，获取输入线路的三相相电流值作为第一电信号；

第二步，根据第一信号计算故障电流，若超出第一阈值，则控制第一电气开关动作跳闸，断开电源侧断路器，采集输出线路的故障相故障前相电流值为第二电信号，故障相故障后相电流为第三电信号；

第三步，根据第二电信号和第三电信号计算两者差值的绝对值，若超出第二阈值，控制第二电气开关动作跳闸，断开光伏侧断路器，实现线路故障的双端隔离。

步骤2中，第一阈值为过流限定值，根据第一信号计算故障电流，具体方法为：

其中id为故障电流，ub为输入线路的b相相电压值，uc为输入线路的c相相电压值，zs0为配电线路等效零序阻抗，zl0配电线路零序阻抗，rf为接地电阻。

步骤3中，计算第二电信号和第三电信号的差值，即故障相相电流突变量幅值，具体方法为：

其中rδi为故障相相电流突变量幅值，i(n-2n)为当前周期前两个周期的相电流值，i(n)为当前相电流值。

一种分布式光伏电源接入配电线路故障处理系统，基于所述的故障处理方法实现分布式光伏电源接入配电线路故障处理。

一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，基于所述的故障处理方法实现分布式光伏电源接入配电线路故障处理。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，基于所述的故障处理方法实现分布式光伏电源接入配电线路故障处理。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：1)采集工频量即可，采样简单；2)实现了故障双端隔离，减小了故障带来的危害；3)实现了故障切除的快速性；4)不需要通讯通道。

附图说明

图1是本发明分布式光伏电源接入配电线路故障处理方法的流程图。

图2是含分布式光伏发电系统的示例图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

如图1所示，本发明含分布式光伏电源配电线路的故障处理方法，配电线路的输入线路通过第一开关器件连接至电源侧，配电线路的输出线路通过第二开关器件连接至负载侧，含分布式光伏电源配电线路的故障处理方法，步骤如下：

第一步，获取输入线路的三相相电流值作为第一电信号，然后获取输出线路的电流突变幅值；

第二步，根据第一信号计算故障电流，若超出第一阈值，则控制第一电气开关动作跳闸，断开电源侧断路器，采集输出线路的故障相故障前相电流值为第二电信号，故障相故障后相电流为第三电信号；

第一阈值为过流限定值，计算故障电流的公式：其中ub为输入线路的b相相电压值，uc为输入线路的c相相电压值，zs0为配电线路等效零序阻抗，zl0配电线路零序阻抗，rf为接地电阻。

第三步，根据第二电信号和第三电信号的差值的绝对值来控制第二电气开关动作跳闸，断开光伏侧断路器，实现线路故障的双端隔离。

采集到第三电信号和第二电信号的差值的绝对值超出第二阈值(突变量阈值)则动作第二电气开关动作，通过以下公式计算第三电信号和第二电信号的差值(故障相相电流突变量幅值)：

其中rδi为故障相相电流突变量幅值，i(n-2n)为当前周期前两个周期的相电流值，i(n)为当前相电流值。

本发明还提出一种分布式光伏电源接入配电线路故障处理系统，基于所述的故障处理方法实现分布式光伏电源接入配电线路故障处理。

一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，基于所述的故障处理方法实现分布式光伏电源接入配电线路故障处理。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，基于所述的故障处理方法实现分布式光伏电源接入配电线路故障处理。

本发明仅适用于分布式光伏接入后双端电源配电线路结构，当分布式光伏接入配电线路后，由原来中性点不接地系统变为中性点接地系统。当线路中发生单相接地故障时，由于光伏侧的中性点使得故障回路构成通路，在线路上能够检测到较大的故障电流。不仅如此，当线路发生两相故障时，依然可以在线路中检测到较大的过电流。通过监测线路的过电流值作为第一电信号来控制第一开关器件动作，及时切断光伏侧供电。电源侧采集三相电流，判断是否有突变，突变值超出突变量的阈值即可控制第二开关器件动作，切断系统电源实现故障的双端隔离。

实施例

为了验证本发明方案的有效性，进行如下仿真实验。

含分布式光伏发电系统如图2所示，光伏发电系统经过逆变器逆变为0.4kv的电压连接升压变压器，升至35kv直接并入电网，随着光伏电站的接入会附加接入一个z型接地变压器，z型接地变压器的作用是模拟中性点经小电阻接地。c1为第一电气开关器件，c2为第二电气开关器件。当线路上发生f1处发生故障时，电源侧和光伏侧都能感知第一电信号过电流，当第一电信号值超过第一阈值时，动作c1；电源侧获取了电流突变量幅值超过第二阈值时，动作c2，这样以来将故障线路中切除。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。