一种基于分布式发电并网过渡运行方式协调综合保护方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于分布式发电并网过渡运行方式协调综合保护方法。
【背景技术】
[0002]在分布式电源网络建设初期，由于其规模具有不确定性，并网容量较小，对系统提供的短路电流有限，对已有系统保护影响较小，此时可将其视为“纯负荷”性质。但是当分布式电源容量不断增加(>5MVA)，DG就有了提供相对高故障电流的馈送能力，例如，在10?35kV母线上直接连接的DG，可在很短的持续时间里提供大约6倍额定电流，通过逆变器连接DG单元故障电流也可以达到4倍额定电流。这时就不能再以负荷性质进行对待，但此时系统侧相应的保护装置并未跟进，影响电网的稳定运行。
[0003]因此研宄如何DG过渡方式下，以有限的保护资源获得最有效的保护方案是有着积极意义的。同时在这种过渡方式下，考虑如何在系统发生故障时，充分体现DG对重要负荷的持续供电优势也是应该兼顾考虑的目标。
【发明内容】
[0004]本发明为了解决上述问题，提出了一种基于分布式发电并网过渡运行方式协调综合保护方法，本方法通过接地方式及二次保护系统的优化，解决了 DG由单纯“负荷”性质向“小电源”性质过渡的复杂性问题，在现有的保护及自动装置不变的情况下，通过相关技术手段，达到基本满足DG接入后地区电网安全运行的目的。
[0005]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0006]一种基于分布式发电并网过渡运行方式协调综合保护方法，包括以下步骤:
[0007](I)明确DG容量的故障隔离边界，调整其保护定值，确定故障隔离后孤岛运行方式下边界点，在DG容量增大到设定值后，将并网变电站的变压器接地方式进行调整；
[0008](2)在已有的保护配置条件下，使当地低频低压装置与配电自动化系统相协调，完成事故后负荷转移及孤岛划分；
[0009](3)根据孤岛运行方式，制定保护配置方案，进行故障响应分析，实现对一级重要负荷故障期间的持续供电，以及岛内相应的微网保护调整。
[0010]所述步骤(I)中，当本地DG容量不断增大，达到设定的容量值时，DG就不能当作单纯的负荷考虑，而应该将其视为与系统相连的、与发电机组性质不同的分布式电源。
[0011]所述步骤(I)中，首先要明确DG容量在增长到哪个点时引起保护的不配合，因而需要调整保护定值；其次是由于DG容量小于50MW保护及开关配置在DG作为“小电源”考虑时将是不完善的，如果想要在故障发生时有效的隔离故障，这时的故障断开点需要进行以下调整:跳DG上网变电站主变高压侧及桥开关，同时联切并网线开关。
[0012]所述步骤(I)中，DG容量增大到设定值程度时，需要考虑在哪个开关断点断开，形成孤岛运行方式，同时，在形成孤岛后，兼顾考虑对于岛内微网保护；对于故障隔离后的负荷重新分配，同样也是要在充分考虑负荷重要性及与当地供配平衡关系的前提下，通过解列及低频低压减载装置将负荷损失降至最低。
[0013]所述步骤(2)中，在过渡运行方式下，由于开关断开点的分布及可备用电源的不足需要相应的保护及安全自动装置方案作适应性调整；在进行方案确定的时候，首先故障隔离范围的确定需要收集开关断开点所确定的新边界，并且还要综合考虑这一边界点一旦确定而随之产生的系统解列及孤岛运行方式是否可稳定运行。
[0014]所述步骤(2)中，为了实现在精确隔离故障后的重要负荷的可靠运行，需要综合考虑成本与能源信息、管理与环境信息、控制与测量信息、临界状态信息和负荷用户信息；在电源资源紧张的情况下，需要对网络拓扑结构、潮流分布、开关分布、保护配置及当地DG的负荷平衡能力和当地供电负荷的性质因素进行综合分析考虑，才能确定适用于当前运行方式下的可靠、经济保护及安全自动装置方案，方案确定各个开关及保护配置点的配合关系，用来实现以最小隔离范围隔离故障以及以最小的成本来获得最优的负荷转移方案。
[0015]所述步骤(3)中，由于DG性质发生了变化，将并网变压器高压侧接地，对侧系统线路保护由原来的距离、零序I段伸入变压器，改为保线路85%，并借助于本站变压器高压侧的零序保护作为线路主保护，跳高压侧及桥开关，同时联切并网线开关。
[0016]所述步骤(3)中，保护动作如下:线路故障时两端断路器跳开不重合，备投动作，联切DG并网线的模式，此时局部区域将进入孤岛运行方式；作为低压侧近后备及低压侧母线主保护的低压侧限时速断保护跳开本侧开关，联切DG并网线，闭锁低压侧分段备投；主变差动及非电量保护动作，不闭锁变电站进线及低压侧分段备投。
[0017]所述步骤(3)中，当一台变运行时，系统侧线路发生故障，将备投联切装置的变压器高压侧开关动作，直接切断光伏与系统的联络通道，高压侧母线失压，不会影响备自投的正常动作，但对于两台变同时运行的方式，变压器高压侧开关动作并不能完全切断分布式电源的通道，因此会影响备自投的成功率，为此高后备保护动作的同时需要联切本站光伏的并网线，并且由原来的两台变并列运行改由一台变运行后，需要低压侧的低频、低压装置动作，对相应负荷进行均衡，以达到保证供电质量的问题。
[0018]所述步骤(3)中，选择在分布式电源并网变电站高压侧装设母差保护，当母线发生故障时，由母差保护动作节点输出闭锁备投装置；如果没有配置母差保护，通过比较流过进线变电站侧开关与变压器高压侧刀闸的故障电流大小来判断是否为母线故障。
[0019]所述步骤(3)中，当进线变电站侧开关流过的电流大于变压器高压侧刀流过的故障电流时，说明为母线故障；因为，只有故障点位于两开关之间时，才会出现进线变电站侧开关感受到的由系统提供的短路电流远大于变压器高压侧刀闸由分布式电源提供的短路电流。
[0020]所述步骤(3)中，在不会导致DG相关设备损害的前提下，DG侧不论是频率还是电压继电器都比系统侧对应保护高出一个配合级差，这也就保证了当系统侧发生故障时，DG不会先于系统侧相对应继电器动作而导致无法实现对系统的有效支持。
[0021]本发明的有益效果为:
[0022](I)当DG容量不断增加，使的其短路电流水平增加，DG性质也由原来的“纯负荷”转换为“小电源”性质，现有的保护及开关断点已经无法满足过渡情况的需要，本发明在已有的保护及开关断点条件下，通过与一次运行方式的不断匹配，方案的不断优化，信息及状态量的不断交流，形成与一次系统相适应的保护控制接口，达到系统安全运行及供电持续的双重目的；
[0023](2)通过改变变压器接地方式，确保系统故障时可以有效发现故障；
[0024](3)同时借助于变压器高压侧零序过流及开关实现了对系统故障的有效隔离；
[0025](4)通过保护及自动装置的定值配合，保证了在故障隔离后，有效转移负荷；通过DG孤岛运行操作，保持了 DG对当地负荷的持