一种计及纵差保护影响的逆变电源准入容量计算方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力系统继电保护领域，涉及一种逆变型分布式电源T接线路后，纵 联差动保护影响下的准入容量计算方法。
【背景技术】
[0002] 大量逆变型分布式电源（IIDG)的并网运行对电力系统中原有的保护与控制装置 的可靠运行产生了影响。确定IIDG的准入容量，使电力系统中的保护装置保持原有的协调 性，对电力系统的安全稳定运行至关重要。在国家政策扶持和技术进步的推动下，IIDG的 并网容量越来越大，并网的电压等级也越来越高，其并入的网络不再局限于辐射状的低压 配电网。《分布式电源接入电网技术规定》指出，分布式电源按照容量不同接入不同电压等 级的配电网，当容量在15MW以上时，接入35kV及110kV电网。此外《配电网规划设计技术 导则》指出在110kV网络中，DG可以T接的方式并入电网。当IIDG接入高压配电线路形成 T接线路时，使用选择性与速动性良好的纵联差动保护成为了最佳方案。在无法获取DG并 网点的电气信息的前提下，只能采用提高纵联差动保护整定值的方法，才可满足纵联差动 保护选择性的要求。但是，当T接的IIDG超过一定容量时，在保护范围内部经过渡电阻发 生短路故障时，由于差动电流较小，可能造成纵联差动保护拒动。
[0003] 本发明给出了T接IIDG的双端电源系统经过渡电阻发生单相短路时的差动电流 计算公式，，提出了计及纵联差动保护影响的IIDG准入容量分析方法。。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于，已知T接IIDG的并网位置，而IIDG的运行状态和系统运行 方式未知的前提下，为保证纵联差动保护动作的可靠性，提供一种IIDG准入容量的计算方 法，该方法通过比较故障时最小的差动电流与纵联差动保护整定值的大小，得到了IIDG的 准入容量。本发明考虑到故障位置、过渡电阻、两侧系统相角差对差动电流的影响，准确有 效，对工程应用具有较高的指导意义。
[0005] 本发明可通过以下技术方案实现：
[0006] 一种计及纵差保护影响的逆变电源准入容量计算方法，由以下步骤构成：
[0007] (1)对纵联差动保护装置进行整定，整定值为：
[0008] Imb= 0?IKnpKsamIk.max+2IN (1)
[0009] 其中，Ik.ma!^纵联差动保护范围外部故障时的最大穿越电流，1(_为不大于1的电 流互感器同型系数，Knp为非周期分量的影响系数，取值在1. 5~2之间，I逆变型分布式 电源的额定电流；
[0010] ⑵T接逆变型分布式电源的双端电源系统中，线路AB为纵联差动保护安装位置， M点为逆变型分布式电源的并网点，并网点电压跌落到不同程度时，由于逆变型分布式电源 的输出特性不同，因此得到的差动电流计算公式也不同，当系统经过渡电阻发生单相接地 短路时，可得：
[0011] 当并网点电压跌落到〇. 9UN以上时
[0012]
[0013] 当并网点电压跌落到0. 1-0. 9UN之间时
[0014]
[0015] 当并网点电压跌落到0. 1UN以下时
[0016]
[0017] 电压跌落到不同程度时，分别将公式（2)~（4)与公式（5)联立，即可得出DG并 网点电压与故障点的电压~ ;
[0018] L^/J
~3
[0019] 进而得到单相短路时故障相的差动电流为
[0020]
[0021] 其中，UN为系统额定电压，IN为逆变型分布式电源额定电流，P为逆变型分布式电 源的输出功率，矣和4分别为线路AB两侧的系统等值电势，名相角为S，4相角为〇° 为逆变型分布式电源并网点的正序电压，其相角为~J>/为故障点的正序电压，其相角为 0 ;线路AM的正负序阻抗均为Zi，零序阻抗为Z1(l，并网点M到短路故障点之间的正负序阻 抗均为Zfl，电阻为Rfl，电抗为Xfl，零序阻抗为Zfl(l，短路故障点到母线B的正负序阻抗均为 Zf2，零序阻抗为Zf2Q;Z3为复合序网中故障等值阻阬，其值为Z3=(Zi+Zfl)//Zf2+(Z1Q+ZflQ)// Zf20+3ZD;r(x)为取实部运算，im(x)为取虚部运算；
[0022] (3)在系统稳定运行允许的最大相角差下，经逆变型分布式电源并入电网电压等 级下最大的过渡电阻，根据并网点电压跌落的程度，选用按步骤（2)中给出的相应的计算 公式，得到的单相短路差动电流得到T接不同容量的逆变型分布式电源，在不同位置发生 单相接地短路时的差动电流，并将其与保护的整定值进行比较，两者相等时，所对应的最小 容量即为逆变型分布式电源的准入容量。
[0023] 本发明相对于现有的技术有以下优点：
[0024] 首先，本发明简单有效，并全面考虑了故障位置、过渡电阻、两侧系统相角差对差 动电流的影响，使得IIDG准入容量的计算方法更加准确可靠。其次，本发明计及了IIDG的 低电压穿越输出特性，使得差动电流的计算更加符合工程实际。最后，本发明对评估T接 IIDG后对线路纵联差动保护的影响及保护的配置具有指导意义，当T接的IIDG容量小于准 入容量计算值时，只需要提高原有纵联差动保护整定值即可，能够保证保护的选择性与可 靠性，否则，需要使用新的保护方案。
【附图说明】
[0025] 图1为T接逆变型分布式电源的电力系统结构图；
[0026] 图2为经过渡电阻发生单相短路的复合序网。
【具体实施方式】
[0027] 下面将结合实施例及参照附图对该发明的技术方案进行详细说明。
[0028] 本实施例以图1所示的结构图为例，图中线路AB为T接逆变型分布式电源的线 路，系统电压等级为110kV，线路AB长120km，，线路正负序阻抗为0. 21+jO. 419D/km，零序 阻抗为0. 63+jl. 257Q/km，逆变型分布式电源T接于线路AB的中点。
[0029] 采用本发明的计及纵联差动保护影响的逆变型分布式电源准入容量计算方法。包 括以下步骤：
[0030] (1)对纵联差动保护装置进行整定，整定值为：
[0031] Imb - 0.1 K npKsamIk max+2IN (1)
[0032] 其中，Ik._S纵联差动保护范围外部故障时的最大穿越电流，1(_为不