一种适用于智能配电网的快速保护方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力系统配电线路继电保护领域，尤其涉及含分布式电源的智能配电网线路的保护，尤其涉及一种适用于智能配电网的快速保护方法。
【背景技术】
[0002]目前，随着智能电网的不断推进和人们生活水平的不断提高，对供电可靠性的要求越来越高。配电网直接面向用户而且结构复杂，故障率较高。配电网发生故障后，要求快速实现故障定位、故障隔离和故障恢复。高供电能力网架结构和大量分布式电源接入是智能配电网的主要特征。高供电能力网架结构为配电网故障恢复和提高供电可靠性奠定了基础。分布式电源的接入使传统的配电网保护方法失效，许多改进的配电网保护方法虽然可以实现含分布式电源的智能配电网保护，但是，保护方法均需要增加方向元件。而配电网线路上一般不装设电压互感器，造成改进的保护方法无法应用到实际配电网。在原有配电网保护基础上，通过上下级保护的时间配合，可以在没有电压信息的情况下实现含分布式电源的配电网保护，
[0003]但是，保护时间较长，不能满足智能配电网的快速保护要求，而且没有充分利用智能配电网的高供电能力网架优势。需要一种能够充分利用高供电能力网架的智能配电网快速保护方法。
【发明内容】
[0004]本发明为了解决上述问题，提出了一种适用于智能配电网的快速保护方法，本方法克服传统配电网保护方法保护速度慢且不适用于含分布式电源的配电网的缺点，充分利用智能配电网的优势，利用相邻保护间交互的故障电流和开关状态信息，很好地解决了含分布式电源的智能配电网快速故障定位、故障隔离和故障恢复。
[0005]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0006]一种适用于智能配电网的快速保护方法，包括以下步骤:
[0007](I)智能配电网配电线路上各节点处的分段开关和联络开关均为断路器，每个断路器处均装设一台保护装置，各保护装置之间通过光纤以太网互联；
[0008](2)各节点的保护利用电流突变量作为启动元件，检测到故障电流的保护装置向其上游保护发送一个故障信号，检测到故障电流的保护在规定的延迟时间内未接收到其下游保护的故障信号，则跳开本地断路器，并向其下游保护发送直跳命令；
[0009](3)接收到下游保护发送的断路器状态信息后，检测本地是否有故障电流，若有故障电流，则立刻跳开本地断路器，并向其下游保护发送直跳命令，同时，本地保护向其上游保护发送本地断路器断开状态信息；
[0010](4)接收到上游保护发送的直跳命令后，本地保护跳开本地断路器，并向其下游保护发送直跳命令，在其下游断路器可靠断开后，向与本保护区相连的联络开关处的保护发送故障恢复命令，使联络开关闭合，实现故障恢复。
[0011]所述步骤(2)中，在下游断路器可靠断开后，向与本保护区相连的联络开关处的保护发送故障恢复命令，使联络开关闭合，实现本保护区负荷的故障恢复。
[0012]所述步骤(2)中，本地保护向其上游保护发送本地断路器断开状态信息，如果本保护区为故障区域，联络开关闭合后，其保护检测到故障电流，立刻跳开联络开关，同时向主站上报故障区域，从而实现了故障定位和故障隔离。
[0013]所述步骤(3)中，接收到下游保护发送的断路器状态信息后，检测本地是否有故障电流，若有故障电流，则立刻跳开本地断路器，并向其下游保护发送直跳命令，在其下游断路器可靠断开后，向与本保护区相连的联络开关处的保护发送故障恢复命令，使联络开关闭合，实现故障恢复。
[0014]所述步骤(I)中，支持含有分布式电源的智能配电网快速保护，在配电网发生短路故障时，若故障点位于分布式电源下游，仅有故障点邻近的上游开关动作，其他上游开关均不动作，上游负荷不间断供电。
[0015]所述步骤(I)中，若故障点位于分布式电源上游，故障点与分布式电源之间的保护如果启动，则首先恢复故障点下游负荷的供电，然后实现故障区域的故障隔离；故障点与分布式电源之间的保护如果不启动，则首先实现故障区域的故障隔离，然后实现故障点下游负荷的快速故障恢复。
[0016]所述步骤(2)-(4)中，相邻保护间进行故障电流和断路器开关状态信息交互时，若未收到相邻保护的响应，则认为相邻保护出现故障，将其忽略，并将其次相邻保护作为其相邻保护，更新相邻保护信息。
[0017]所述步骤(2)-(4)中，在发生瞬时故障时，在故障点上游断路器断开后，通过闭合瞬时故障区域的联络开关避免瞬时故障区域负荷停电
[0018]所述步骤(2)-(4)中，将定时限过电流保护作为其后备保护，分别作为本地保护和下游保护的近后备和远后备保护。
[0019]本发明的工作原理为:本发明支持含有分布式电源的智能配电网快速保护，在配电网发生短路故障时，若故障点位于分布式电源下游，仅有故障点邻近的上游开关动作，其他上游开关均不动作，上游负荷不间断供电。本发明首先实现故障区域的故障隔离，然后实现故障点下游负荷的快速故障恢复。若故障点位于分布式电源上游，故障点与分布式电源之间的保护如果启动，则本发明首先恢复故障点下游负荷的供电，然后实现故障区域的故障隔离；故障点与分布式电源之间的保护如果不启动，则本发明首先实现故障区域的故障隔离，然后实现故障点下游负荷的快速故障恢复。
[0020]适用于智能配电网的快速保护方法是基于具有高供电能力网架且含分布式电源的智能配电网，配电线路上的分段开关和联络开关均为断路器，且满足“N-1”准则，即配电线路的任意一段线路出现故障，非故障线段的负载均可由其备用电源转供。。
[0021]本发明的有益效果为:
[0022](I)本发明适用于具有高供电能力网架结构和含分布式电源的智能配电网，在没有方向元件条件下，实现智能配电网的快速故障定位、故障隔离和故障恢复，提高供电可靠性；
[0023](2)本发明具有自我诊断功能，相邻保护间进行故障电流和断路器开关状态信息交互时，若未收到相邻保护的响应，则认为相邻保护出现故障，将其忽略，并将其次相邻保护作为其相邻保护，更新相邻保护信息；
[0024](3)本发明在发生瞬时故障时，在故障点上游断路器断开后，通过闭合瞬时故障区域的联络开关避免瞬时故障区域负荷停电；
[0025](4)本发明将定时限过电流保护作为其后备保护，分别作为本地保护和下游保护的近后备和远后备保护。
【附图说明】
[0026]图1 (a)为本发明配电网快速保护方法的故障处理中断服务子程序流程图；
[0027]图1 (b)为本发明配电网快速保护方法的直接命令中断服务子程序流程图；
[0028]图1 (c)为本发明配电网快速保护方法的下游保护请求中断服务子程序流程图；
[0029]图2本为本发明在含有分布式电源的智能配电网中应用方案示意图。
【具体实施方式】
:
[0030]下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
[0031 ] 本发明提出的适用于智能配电网的快速保护方法，是通过如下的技术方案实现的，其步骤包括:
[0032]如图1(a)、图1(b)、图1(c)所示为本发明配电网快速保护方法的程序流程图。该保护方法通过控制分段开关和联络开关的开合，实现配电网线路的故障定位、故障隔离和故障恢复。本发明主要包含三个中断服务子程序:故障处理中断服务子程序、直跳命令中断服务子程序和下游保护请求中断服务子程序。程序流程简述如下:
[0033]故障处理中断服务子程序以灵敏度很高的电流突变量作为启动元件。如果启动元件动作，说明可能发生了故障，进入故障处理中断服务子程序。首先向上游保护发送故障信息，经过一段时间延迟，再判断是否接收到下游保护发送的故障信息。如果没有接收到下游保护发送的故障信息，则跳开本地断路器，向下游发送直跳命令，并向上游保护发送本地断路器的断开信息。当下游断路器可靠断开后，向本保护区联络开关处的保护发送故障恢复命令，使联络开关闭合，实现本保护区的故障恢复。若本保护区为故障区域，则联络开关处的保护在联络开关闭合后检测到故障电流，则立即断开联络开关，实现本保护区的故障隔离。若收到下游保护的故障信息，则不执行跳闸操作，返回中断子程序，等待下游保护发送保护请求处理命令。
[0034]直跳命令中断服务子程序是本地保护在接收到上游保护的直跳命令后执行的操作。说明上游保护已跳闸，下游负荷与系统电源已断开，要求本地保护区负荷由其备用电源转供。进入该中断服务子程序后，首先跳开本地断路器，并向下游发送直跳命令，当下游断路器可靠断开后，向本保护区联络开关处的保护发送故障恢复命令，实现本保护区的故障恢复。最后，向上游保护发送本地断路器的断开信息。
[0035]下游保护请求中断服务子程序是在下游保护处理结束后，向本地保护发送下游断路器状态信息，请求本地保护进行保护处理。进入该中断服务子程序后，首先判断是否检测到故障电流，若检测到故障电流，则跳开本地断路器，向下游发送直跳命令，并向上游保护发送本地断路器的断开信息。当下游断路器可靠断开后，向本保护区联络开关处的