基于区域概念的用于分配电网的自适应保护的制作方法_3

文档序号:9713836阅读:来源:国知局
,例如本地发电机32被接通,发电机被连接的第一区域10将 更新MVA中可用短路电力的级别,并且可W更新第一区域中的保护设置,并且将其潜在的故 障贡献(例如对=相故障或相对地故障的贡献)的更新值发送到直接电连接的相邻区域,其 中再次进行可用短路级别的重新计算,并将其进一步转发。连接链路阻抗将更新的值降额 (de-rate),其中连接链路阻抗是化控制器12的配置参数。
[0053] 根据相邻者的类型,LL 12控制器可W决定向直接相邻者发送什么短路信息,例如 如果有单个相抽头,贝化L12将仅发送相对地贡献。在环/圈形拓扑的情况下,位于环中的所 有化控制器12、22可W在彼此间交换信息。相邻者之间的通信是不够的,因为在存在故障的 情况下,在环中两个区域之间总是存在两个电流路径。在环网络与单个连接链接的情况下, 良P,在两个环之间仅有一条故障贡献的路径,每个回路可W被认为是具有化控制器的保护 区域,参见图3a和图3b。
[0054] 当在特定保护区域中更新短路级别后,LL验证新的故障级别是否可能W消极的方 式影响外部和内部端口处的保护设备的性能,例如选择性、故障敏感性和运行速度的损失。
[0055] 在至少针对一个本地保护设备识别到问题的情况下,IX运行保护设置调整引擎, 其调节实际的继电器设置W恢复该区域的保护设备的正确操作,W及与相邻区域的保护设 备的协调。它可W利用离线计算和验证的"可信"设置组,该设置组例如通过查找表被映射 到特定网络拓扑。替选的方式可W通过实时运行故障分析来验证设置的选择性,并且分析 生成的切断信号。于是,如果需要,同样可W实时计算新的设置。根据保护功能的类型,"设 置"可W包括:(i)某些电参数的阔值,(ii)各种时间延迟,(iii)被硬连线的互锁和传输切 断连接方向或订阅列表,W及(iv)其它保护功能的激活等。替选地,可W根据环的化,针对 环中连接的几个总线做出调整。
[0056] 应当为完整的配电网集中地检查配电网升级对当前短路级别的效果,配电网升级 例如为新故障电流源的连接,馈电线路延伸等。如果该效果是可忽略的,新的拓扑与现有的 故障级别范围和现有的设置相关联。在对现有故障级别由显著影响的情况下(例如新级别 在现有范围之外),可W针对新拓扑引入新设置。通过利用标准IEC 61850的出版者/订阅者 模型,实现信息交换。网络拓扑的每个主要变化,诸如增加新CB,将需要整个系统的自动或 手动重新配置。
[0057] 在不需要将特定电路断路器的状态变化传送到中央控制器的情况下,上述实施方 式允许将关于拓扑变化的信息作为变化的短路电力级别通过整个主动分配电网进行传播。 对于具有大量开关的电网来说,其是显著的改进。如图3a和3b所示,顺序地执行变化的传 播,例如从区域1到区域3, W及然后从区域3到区域4。换句话说,区域1的变化没有被直接传 送到区域4。也就是说,当重新计算区域3的短路级别时,将考虑区域1的短路级别变化,并且 区域4的短路级别的重新计算考虑区域3的重新计算的短路级别,而不是区域1的短路级别 计算。
[005引图4示出了示例性径向主动分配网络的MVA图。该网络包括标有虚线的屯个区域, 该区域具有内部和外部端口。底部和左侧标示有51的框表示故障电流源,即公用电网和本 地发电机,W及标示有52的框表示互连不同保护区域50的无源元件。我们仅假定没有对故 障级别做出贡献的无源负载,所W在图中不需要考虑它。如果有源负载被认为是发电机,因 为在计算中考虑了其短路贡献,本发明还W任何方式适用于存在有源负载(诸如电动机)的 网络。框内的值表示短路贡献,即框51中的短路电力的增加 W及降额,即每个元件的框52中 的短路电力的下降,并且框内的值WMVA表示。
[0059]每个连接线在其两侧具有两个开关,其中化从最近的保护区域监视并控制所述开 关。IX控制器是具有通信模块、CPU和存储器的独立的单元。CPU被用来运行程序,例如编程 逻辑软件,W及存储器存储每个本地保护设备的设置和短路级别之间的映射。每个区域仅 与直接电连接的相邻者进行通信。
[0060] 例如,图5示出了区域2的化控制器具有W下输入和输出:来自区域1、区域3和区域 4的S个输入,用于接收对区域2中的内部故障的MVA的贡献;S个二进制输入,用于表示本 地开关的状态,即〇="断开"W及1="闭合"谨区域1、区域巧日区域4的立个输出,用于发送 区域2对区域1、区域3和区域4中的外部故障的MVA贡献。
[0061] 图6概括了在所有开关即端口闭合的情况下区域之间传送的MVA值。例如,利用等 式(1)计算区域1对区域2的贡献作为两个元件(即具有IOOMVA的框51和具有15MVA的框52) 的串联连接,等式(1)如下:
[0063] 该结果被表示为箭头线上方的数字,其表示从区域1对区域2的贡献。当计算从所 有3个端口对区域2的所有贡献时,必须将它们并联放置,利用等式(2)得到全局和:
[0064] 并联一13.04+4.29+10 = 27.33MVA
[0065] 通过来自外部端口和内部端口的所有输入乘W本地开关的状态值的(1 =关,0 = 开)的和,给出每个保护区域的短路电力级别。如果物理连接是断开的,则做出该乘法W忽 略相邻区域的贡献。例如,区域(AREA)2具有如下短路电力。
[0066] MVAaREA_2 = St化leP2. lMVAeP2. l + St化leP2.2MVAeP2.2+St化leP2.3MVAeP2.3
[0067] = 1*13.04+1*4.29+1*10 = 27.33MVA
[0068] 将MVA值(即发送的或接收的)乘W相应开关的状态,根据拓扑变化计算系统的每 个区域的短路级别是有可能的。例如,如果微电网从公用电网中隔离出来并且作为具有两 个本地发电机的孤岛运行(开关eP2.1是断开的),则区域2将具有新的MVA级别,如下:
[0069] MVAaREA_2 = St化leP2. lMVAeP2. l + St化leP2.2MVAeP2.2+St化leP2.3MVAeP2.3
[0070] =0*13.04+1*4.29+1*10 = 14.29MVA
[0071] 在运种情况下,保护区域2中的化将识别出可用短路电力从27.3MVA降低到 14.3MVA。化将检验本地保护设备的设置是否被连累。由程序进行该检验,例如化C程序,该 程序将与二进制编码实际拓扑相关的设置组号和从设备读取的实际设置组进行比较。图7 中可W看出的是,IX将发现所有保护设备的设置组1(对应于27.3MVA的MVA级别)必须被切 换到设置组2(对应于14.3MVA的MVA级别)。最终,将命令发送到保护设备W实现该变化。该 示例考虑了离线计算的设置之间的切换。
[0072] 短路级别在整个系统中始终是已知的,并且根据现有规则或者实时计算,每个区 域的化可W更新区域内部的保护设备的设置。每个特定设置或设置组对应于可用短路电力 级别的特定范围,即特定的网络拓扑。
[0073] 尽管在附图和前述描述中详细地描述了本发明,但是运样的描述被认为是说明性 的或示例性的,而不是限制性的。根据对附图、公开内容、和所附权利要求的研究,对所公开 的实施方式的变型可W被本领域的技术人员所理解并实现,并且实践所要求的发明。在权 利要求中,词语"包括"没有排除其它元件或步
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