一种基于分层控制的直流微网自适应保护系统的制作方法

本实用新型涉及继电保护领域，尤其涉及一种基于分层控制的直流微网自适应保护系统。

背景技术：

直流微网作为分布式能源接入更为有效的形式，受到越来越普遍的应用。直流微网的保护是直流微网实际应用的重点和难点。直流微网具有电缆线路较短、线路阻抗小的特点，使得线路两级保护的配合很难整定，难以实现选择性。同时，直流微网中的分布式电源具有间歇性特点，负荷变化频繁，运行方式变化大，使得保护的整定困难。

目前，直流微网的保护利用直流熔断器作为保护器件，只能实现简单的选择性，不能够满足越来越复杂的微网结构。使用固态断路器作为保护器件，由于其造价高，增加了微网网架建设的投资，缺乏经济性。缺乏既满足经济性又能够可靠、有选择、快速切除直流微网故障的保护系统。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种基于分层控制的直流微网自适应保护系统，能够在分布式电源出力变化、负荷变化、电源新增退出等事件下，自适应调整保护定值，实现有选择、快速切除直流微网故障。

本实用新型提供的一种基于分层控制的直流微网自适应保护系统，包括：

微网层保护装置和本地层保护装置；

微网层保护装置与本地层保护装置通信连接；

微网层保护装置包括：

检测更新模块，用于检测直流微网中故障事件的发生，对第一运行方式参数进行更新，得到第二运行方式参数；

第一计算模块，用于根据第二运行方式参数，计算微网保护整定值，并将微网保护整定值发送至与微网层保护装置连接的所有本地层保护装置；

本地层保护装置包括：

整定值更新模块，用于将微网保护整定值作为本地保护整定值进行本地保护整定值的更新；

第二计算模块，用于获取流过本地层保护装置的电流值和电压值，并计算电流变化率和电压变化率；

故障判断模块，用于根据本地保护整定值、电流变化率、电压变化率、电流值和电压值，判断直流微网中本地的故障类型。

优选地，本地层保护装置还包括：

整定值发送模块，用于将接收到的微网保护整定值发送至与本地层保护装置连接的所有本地层保护装置，直到遍历直流微网中的所有本地层保护装置。

优选地，故障判断模块具体包括：

第一启动判断模块，用于判断电流变化率是否高于本地保护整定值中的电流启动整定值，若是，则经过第一预置延迟时间后，跳转至电流动作判断模块，若否，则经过第二预置延迟时间后，跳转至第二启动判断模块；

电流动作判断模块，用于判断电流值是否高于本地保护整定值中的电流动作整定值，若是，则本地层保护装置动作切除故障，若否，则跳转至第一警告发送模块；

第二启动判断模块，用于判断电压变化率是否高于本地保护整定值中的电压启动整定值，若是，则跳转至电压动作判断模块，若否，则跳转至第四警告发送模块；

电压动作判断模块，用于判断电压值是否高于本地保护整定值中的电压动作整定值，若是，则跳转至第二警告发送模块，若否，则跳转至第三警告发送模块。

优选地，第一警告发送模块，用于发出第一预置警告信号；

第二警告发送模块，用于发出第二预置警告信号；

第三警告发送模块，用于发出第三预置警告信号；

第四警告发送模块，用于发出第四预置警告信号。

优选地，运行方式参数包括分布式电源容量、负荷容量和直流微网接线方式。

从以上技术方案，本实用新型具有以下优点：

本实用新型提供了一种基于分层控制的直流微网自适应保护系统，包括：微网层保护装置和本地层保护装置；微网层保护装置与本地层保护装置通信连接；微网层保护装置包括：检测更新模块，用于检测直流微网中故障事件的发生，对第一运行方式参数进行更新，得到第二运行方式参数；第一计算模块，用于根据第二运行方式参数，计算微网保护整定值，并将微网保护整定值发送至与微网层保护装置连接的所有本地层保护装置；本地层保护装置包括：整定值更新模块，用于将微网保护整定值作为本地保护整定值进行本地保护整定值的更新；第二计算模块，用于获取流过本地层保护装置的电流值和电压值，并计算电流变化率和电压变化率；故障判断模块，用于根据本地保护整定值、电流变化率、电压变化率、电流值和电压值，判断直流微网中本地的故障类型。

本实用新型通过检测更新模块检测故障事件的发生，并更新微网保护整定值，第一计算模块将更新后的微网保护整定值发送给整定值更新模块进行本地保护整定值的更新，故障判断模块最终根据本地保护整定值、电流变化率、电压变化率、电流值和电压值，对直流微网中本地的故障类型进行判断，使得能够在分布式电源出力变化、负荷变化、电源新增退出等事件下，自适应调整保护定值，实现有选择、快速切除直流微网故障。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种基于分层控制的直流微网自适应保护系统的一个实施例的结构示意图；

图2为本实用新型提供的一种基于分层控制的直流微网自适应保护系统的另一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型实施例提供了一种基于分层控制的直流微网自适应保护系统，能够在分布式电源出力变化、负荷变化、电源新增退出等事件下，自适应调整保护定值，实现有选择、快速切除直流微网故障。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型提供了一种基于分层控制的直流微网自适应保护系统的一个实施例，包括：

微网层保护装置101和本地层保护装置102；

微网层保护装置101与本地层保护装置102通信连接；

微网层保护装置101包括：

检测更新模块1001，用于检测直流微网中故障事件的发生，对第一运行方式参数进行更新，得到第二运行方式参数；

需要说明的是，检测更新模块1001检测直流微网中故障事件的发生，其中故障事件包括直流微网出现分布式电源出力变化、负荷变化、新电源接入、电源退出和运行方式变化等事件，检测更新模块1001对原本的第一运行方式参数进行更新，计算得到第二运行方式参数。

第一计算模块1002，用于根据第二运行方式参数，计算微网保护整定值，并将微网保护整定值发送至与微网层保护装置连接的所有本地层保护装置；

需要说明的是，第一计算模块1002根据第二运行方式参数，计算微网保护整定值，并将微网保护整定值发送至与微网层保护装置连接的所有本地层保护装置，即以微网层保护装置为中心，辐射式地发送微网保护整定值至本地层保护装置中。

本地层保护装置102包括：

整定值更新模块1003，用于将微网保护整定值作为本地保护整定值进行本地保护整定值的更新；

需要说明的是，整定值更新模块1003将接收到的微网保护整定值作为本地保护整定值进行本地保护整定值的更新，将微网保护整定值代替本地保护整定值。

第二计算模块1004，用于获取流过本地层保护装置的电流值和电压值，并计算电流变化率和电压变化率；

需要说明的是，第二计算模块1004获取流过本地层保护装置的电流值和电压值，并计算电流变化率和电压变化率，为后续的判断做准备。

故障判断模块1005，用于根据本地保护整定值、电流变化率、电压变化率、电流值和电压值，判断直流微网中本地的故障类型。

需要说明的是，故障判断模块1005根据本地保护整定值、电流变化率、电压变化率、电流值和电压值，对直流微网中本地的故障类型进行判断。

本实用新型通过检测更新模块1001检测故障事件的发生，并更新微网保护整定值，第一计算模块1002将更新后的微网保护整定值发送给整定值更新模块1003进行本地保护整定值的更新，故障判断模块1005最终根据本地保护整定值、电流变化率、电压变化率、电流值和电压值，对直流微网中本地的故障类型进行判断，使得能够在分布式电源出力变化、负荷变化、电源新增退出等事件下，自适应调整保护定值，实现有选择、快速切除直流微网故障。

以上是对本实用新型提供的一种基于分层控制的直流微网自适应保护系统的一个实施例进行的说明，以下将对本实用新型提供的一种基于分层控制的直流微网自适应保护系统的另一个实施例进行说明。

请参阅图2，本实用新型提供了一种基于分层控制的直流微网自适应保护系统的一个实施例，包括：

微网层保护装置201和本地层保护装置202；

微网层保护装置201与本地层保护装置202通信连接；

微网层保护装置201包括：

检测更新模块2001，用于检测直流微网中故障事件的发生，对第一运行方式参数进行更新，得到第二运行方式参数；

第一计算模块2002，用于根据第二运行方式参数，计算微网保护整定值，并将微网保护整定值发送至与微网层保护装置连接的所有本地层保护装置；

本地层保护装置202包括：

整定值更新模块2003，用于将微网保护整定值作为本地保护整定值进行本地保护整定值的更新；

第二计算模块2004，用于获取流过本地层保护装置的电流值和电压值，并计算电流变化率和电压变化率；

故障判断模块2005，用于根据本地保护整定值、电流变化率、电压变化率、电流值和电压值，判断直流微网中本地的故障类型；

整定值发送模块2006，用于将接收到的微网保护整定值发送至与本地层保护装置连接的所有本地层保护装置，直到遍历直流微网中的所有本地层保护装置；

故障判断模块2005具体包括：

第一启动判断模块20051，用于判断电流变化率是否高于本地保护整定值中的电流启动整定值，若是，则经过第一预置延迟时间后，跳转至电流动作判断模块20052，若否，则经过第二预置延迟时间后，跳转至第二启动判断模块20053；

电流动作判断模块20052，用于判断电流值是否高于本地保护整定值中的电流动作整定值，若是，则本地层保护装置动作切除故障，若否，则跳转至第一警告发送模块20055；

第二启动判断模块20053，用于判断电压变化率是否高于本地保护整定值中的电压启动整定值，若是，则跳转至电压动作判断模块20054，若否，则跳转至第四警告发送模块20058；

电压动作判断模块20054，用于判断电压值是否高于本地保护整定值中的电压动作整定值，若是，则跳转至第二警告发送模块20056，若否，则跳转至第三警告发送模块20057；

第一警告发送模块20055，用于发出第一预置警告信号；

第二警告发送模块20056，用于发出第二预置警告信号；

第三警告发送模块20057，用于发出第三预置警告信号；

第四警告发送模块20058，用于发出第四预置警告信号。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，方法和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

以上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。