基于区域概念的用于分配电网的自适应保护的制作方法_2

文档序号:9713836阅读:来源:国知局
况下,不需 要预先计算和验证的设置组。配置改变发电机、负载、线路的开/关,其导致可用短路电力的 改变。在已经发生改变并且已知新的配置之后,系统可W运行故障分析仿真并且验证保护 设备之间的故障敏感性和选择性是否是所需要的。在保护设备没有按照预期运行的情况 下,系统可计算将会满足上面提到的要求的新设置。
[0022] 优选地,在分配网络故障时,可W检测用于第一保护区域和第二保护区域的故障 方向,所W可W估计故障位置,例如,故障在特定保护区域的内部或外部。相应地,界定特定 保护区域的开关设备可W断开,即打开,因此故障被隔离。运避免了未受到故障影响的保护 区域、负载或发电机中的组件的不必要断开。此外,关于故障位置的信息,即哪个区域发生 了故障,可W被传送到故障所在区域的边界上的其它开关设备,从而允许运些区域与电子 系统的其余部分完全断开。
[0023] 区域的边界可能包括不同电压级别的电路,或具有不同布线和接地方式的电路, 例如一相对S相,或具有不同频率或甚至部分AC和部分DC的电路。然而,故障期间的行为可 W由相同策略限定,即检测故障是在区域内部还是外部,如果故障在内部,则告诉边界上的 所有设备切断,如果故障在外部,则让线路中的下一个知晓。
[0024] 根据其它实施方式,第一和第二逻辑控制器可W分别与第一和第二保护设备集 成。在运种情况下,地理上邻近的保护区域可W共享一个本地逻辑控制器,因此节省了用于 外部组件的空间。此外,一个区域中的几个或所有保护设备可W担当区域控制器。运提供了 区域控制器的冗余并增加了可靠性。
[0025] 根据另一方面,本发明还提供一种保护分配网络的系统,该分配网络具有互连第 一汇流线与第二汇流线的线路,每个汇流线能够通过邻近于汇流线的开关设备连接到线 路,W及负载或发电机。该系统包括:第一保护区域和第二保护区域,第一保护区域和第二 保护区域分别包括第一汇流线和第二汇流线,第一保护区域和第二保护区域分别由第一保 护设备和第二保护设备保护,W及第一保护区域和第二保护区域由邻近的开关设备界定; 第一逻辑控制器和第二逻辑控制器,第一逻辑控制器和第二逻辑控制器分别连接到第一保 护区域和第二保护区域,用于计算和重新计算第一短路级别和第二短路级别。对于由开关 设备的连接状态定义的初始电网拓扑,第一逻辑控制器和第二逻辑控制器分别适于评估第 一保护区域和第二保护区域的第一短路级别和第二短路级别。第一逻辑控制器和第二逻辑 控制器分别适于在能够连接到第一汇流线的分配馈电线路、负载或发电机的连接状态改变 的情况下重新评估第一短路级别,W及基于重新评估的第一短路级别重新评估第二短路级 另IJ。根据本发明的系统适于基于重新评估的第一短路级别和第二短路级别分别调整第一保 护设备和第二保护设备的保护设置。
[0026] 本发明还设及计算机程序产品,其包括用于控制适于执行上面方法的设备的一个 或多个处理器的计算机程序代码,具体地,计算机程序产品包括其中含有计算机程序代码 的计算机可读介质。
[0027] 总之,本发明提供一种保护分配网络的方法,分配网络具有互连汇流线的线路,每 个汇流线能够通过邻近于汇流线的开关设备连接到线路,W及负载和/或发电机。该方法将 分配网络划分为多个保护区域,每个保护区域包括汇流线、保护设备和区域控制器。在能够 连接到一个汇流线的分配馈电线路、负载或发电机的连接状态改变的情况下,保护区域的 逻辑控制器重新计算区域的短路级别。基于重新计算的短路级别,可W调整区域的保护设 置。
【附图说明】
[0028] 参考附图中图解的优选示例实施方式,在下文中将更详细地说明本发明的主题内 容,在附图中:
[0029] 图1示意性示出了根据本发明的第一保护区域和第二保护区域,每个保护区域包 括汇流线和多个开关设备;
[0030] 图2在其左部示意性示出了根据本发明的分配保护设置调整过程的离线阶段,W 及在其右部示意性示出了根据本发明的分配保护设置调整过程的在线阶段。
[0031] 图3a示出了根据本发明的径向拓扑的保护区域之间的示例性通信;
[0032] 图3b示出了根据本发明的通过径向线路连接的多个闭环中保护区域之间的示例 性通信;
[0033] 图4示意性示出了根据本发明的示例性径向主动分配网络的MVA图;
[0034] 图5示意性示出了根据本发明的通信中设及的端子;
[0035] 图6示意性示出了示例性分配网络中的MVA传送方法的使用;W及
[0036] 图7示意性示出了根据本发明图4中图解的保护区域2中的短路电力级别W及相应 保护设置组。
[0037] 在名称列表中W概况的形式列出了附图中所使用的附图标记及其主要含义。原则 上,在图中为相同的部件提供相同的附图标记。
【具体实施方式】
[0038] 图1示出了基于保护区域概念的示例性自适应保护系统。保护区域10或保护区域 20被定义为分配电网的如下部分:其W电节点即总线为中屯、,并且具有经过由最接近电节 点11或21的电子继电器八邸控制的断路器的虚拟边界。
[0039] 每个保护区域10通过分配线路30或变压器连接到同一配电网中的至少一个其它 区域20。它也可W连接到本地发电机32W及负载31,本地发电机32在故障情况下注入故障 电流,负载31在故障期间可W是被动的或主动的(注入故障电流),例如电动机31。
[0040] 保护区域10可W被认为是具有连接端口的黑盒子,连接端口可W通过外部端口与 直接相邻区域交换正常和故障情况下的电力,W及通过内部端口与其本地发电机32和负载 31交换正常和故障情况下的电力。每个端口通过双向通信线路(诸如总线、硬连线、无线等) 连接到本地逻辑化L)控制器12。!^控制器12物理上可W是独立设备,或者可W嵌入到本地 保护设备中,其控制保护区域中端口之一处的开关。IX控制器12可W从每个端口接收信息 并且可W向每个端口发送信息,并且化控制器12还可W与直接相邻区域20对话,W协调保 护和紧急控制动作,例如产生斜升(ramping)、负载脱落等。
[0041]电力分配系统内的短路级别取决于短路电源诸如发电机和主动负载例如电动机 的网络拓扑和连接性。为了评估每个保护区域10、20中的短路级别,本发明使用MVA方法。用 于故障分析的MVA方法是欧姆法的修改,其中每个网络部件由WMVA表达的、表示部件对短 路级别的贡献(即共用电网、发电机和电动机)或作为短路级别的减小的降额(即架空线、地 下线缆和变压器)的框代替。为了计算每个组件的MVA值,必要的规则如下(其中line-to-Iine为线路对线路,nominal为标称值):
[0047]当跟踪MVA框图时,可W在特定点计算短路MVA级别,即从该点开始不同元素被组 合为:
[0049] 并联部件一 MVAi,2=MVAi+MVA2 (2)
[0050] 图2如下示出了根据本发明的示例性实施方式的步骤。
[0051] 假定包括关于变压器到相邻保护区域的连接(例如Y/Y,D/Y等)的信息的变压器或 连接线,W及本地故障电流源的参数已经被化12、22知晓,通过知道打开/关闭的内部和外 部端口的实际状态,为每个区域计算MVA中实际可用的短路级别,即用于不同类型故障(S 相、相对相、相对地)的短路级别。
[0052] 在拓扑变化的情况下
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