一种适用于分布式电源接入的配电网自动重合闸控制方法
【技术领域】
[0001]本发明所属电力系统自动化技术领域，特别涉及一种适用于分布式电源接入的配 电网自动重合闸控制方法。
【背景技术】
[0002] 实际电网中的短路故障大多为线路故障，且以"瞬时性故障"为主。对于瞬时性故 障，当故障线路被继电保护迅速断开后，电弧熄灭，故障点绝缘强度恢复，此时自动重合上 断路器便能够恢复正常供电。因此，当线路发生瞬时性故障时，自动重合闸能够大大提高供 电的可靠性和连续性，从而在电力系统中获得了广泛的应用。
[0003] 随着分布式电源(Distributed Generation，DG)大量接入配电网，原有的单电源 放射性网络转变为多电源供电网络，若仍采用原有的适用于单端电源的重合闸方式，将给 配电网自动重合闸带来以下问题:一方面，由于传统单端电源的辐射性网络均采用非周期 重合闸方式，分布式电源接入后，若系统电源与分布式电源接入点之间的线路上发生故障， 此时，非同期重合闸将产生很大的冲击电流，这将对电网和分布式电源的安全运行造成严 重的影响；另一方面，即使采用检同期重合闸方式，分布式电源属于弱电源系统，在孤岛运 行期间，其电压和频率可能发生变化，难以满足检同期条件，导致重合闸失败，将严重影响 电网的供电可靠性。
[0004] 目前，针对适用于分布式电源接入的配电网自动重合闸控制方法已开展了多方面 的研究工作，如IEEE Standard 1547标准要求（IEEE Std 1547.4-2011 ,Guide for Design，Operation，and Integration of Distributed Resource Island Systems with Electric Power Systems[S]):如果故障发生在DG所在馈线，则在馈线的自动重合闸动作 前，该馈线上的所有DG必须跳离，与电网解列。这种处理方式带来的主要问题是，在配电网 故障期间将造成大量的分布式电源不必要的退出运行，降低了分布式电源的利用效率，并 由此可能造成负荷供电不足，导致停电范围进一步扩大;为避免分布式电源接入造成的非 同期合闸问题，提出了在系统电源进线侧加装功率方向元件，以区分故障馈线，有选择性地 切除故障馈线所连DG机组的方法(见赵月灵，李华忠，孙鸣.分布式电源接入对变电站距离 保护及重合闸的影响[J].电力系统保护与控制，2010，38(20) :217-224)等，该项研究主要 是探讨如何实现在自动重合闸动作前，有效切除该馈线上的所有DG的方法，仍存在分布式 电源利用效率低，可能造成供电不足，导致停电范围扩大等弊端。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术的缺陷，本发明提出了一种适用于分布式电源接入的配电网自动重 合闸控制方法，通过收集各分散的智能保护终端（Intelligent Electronic Device，IED) 上传的故障检测信息，确定故障线路段，并根据故障区段位置、分布式电源接入点位置和采 用的重合闸方式，形成适用于分布式电源的配电网的自动重合闸控制方法;其目的在于能 够有效地避免分布式电源接入配电网后因非同期合闸产生的冲击电流，提高分布式电源的 电能利用率和电网的供电可靠性。
[0006] 本发明提供了一种适用于分布式电源接入的配电网自动重合闸控制方法，包括下 述步骤：
[0007] SI:对配电网中所有的断路器进行数字编号；
[0008] S2:根据编号后的断路器形成各馈线出口处断路器编号第一矩阵E和各馈线中分 布式电源联络线出口处断路器编号第二矩阵Dg;
[0009] S3:根据编号后的断路器形成配电网的网络拓扑结构第三矩阵T;
[0010] S4:根据配电网所采用的重合闸方式，设置重合闸方式控制字W;
[0011] S5:通过通信方式获取各断路器处IED设备上传的故障启动信息，形成故障信息矩 阵F;
[0012] S6:根据所述重合闸方式控制字W，判断重合闸方式，若重合闸方式控制字为前加 速方式，则转入步骤S9;若重合闸方式控制字为后加速方式，则转入步骤S7;
[0013] S7:形成后加速方式下分布式电源跳闸矩阵Qa，并切除故障线段下游所接入的所 有分布式电源；
[0014] S8:形成后加速方式下的重合闸矩阵Ra，并根据重合闸矩阵对相关断路器进行重 合闸控制；
[0015] S9:形成前加速方式下分布式电源跳闸矩阵Qb，并切除故障线段所在馈线所接入 的所有分布式电源；
[0016] S10:形成前加速方式下的重合闸矩阵Rb，并根据重合闸矩阵对相关断路器进行重 合闸控制。
[0017] 更进一步地，步骤S7具体为：
[0018] S71:根据馈线出口断路器编号第一矩阵E和故障信息矩阵F构建重合闸后加速方 式下的故障信息矩阵的修正矩阵H;
[0019]其中，H为nXn阶方阵，η为配电网中断路器的数目；H11为mXm阶方阵，m为第il条馈 线的断路器数目，当第il条馈线出口处IH)的故障信号Fe u = l时，H11为单位矩阵，否则H11为 零矩阵；
[0020] S72:根据修正矩阵H和故障信息矩阵F形成重合闸后加速方式下修正后的故障信 息矩阵FJ =FXH;
[0021] S73:根据配电网网络拓扑结构第三矩阵T和修正后的故障信息矩阵F/形成重合 闸后加速方式下故障元件识别矩阵Pa = F^ XTt;。
[0022] S74:根据重合闸后加速方式下故障元件识别矩阵PjP分布式电源联络线出口处断 路器编号第二矩阵Dg形成后加速方式下分布式电源的跳闸矩阵
[0023] 其中，93为1\]1的行列阵，(>)￡146=1表示，当（？￡^6=1)门（16已〇8」2)时，即故障识别 矩阵P a中的第i6元素为1，且i6为分布式电源联络线出口处断路器编号矩阵Dg中的第j2个 元素时，控制中心向对应的分布式电源联络线出口处的断路器i6发送跳闸命令;其余情况 TQa中的元素均默认为0，表示控制中心不向对应的断路器发送跳闸命令。
[0024] 更进一步地，步骤S8中后加速方式下的重合闸矩阵
[0025] 其中，1^为1\11的行列阵，1?〇7=1表示，当
I时，即跳闸断路器 i7不是分布式电源联络线出口处断路器时，控制中心延迟tset向对应的断路器i7发送重合 闸允许命令，当IH)收到重合闸命令后，且重合闸时刻到，则断路器自动完成合闸操作;其余 情况下1^中元素均默认为0，表示控制中心不向对应的断路器发送重合闸允许命令。
[0026] 更进一步地，步骤S9具体为：
[0027] S91:根据馈线出口断路器编号第一矩阵E和故障信息矩阵F构建重合闸前加速方 式下故障信息矩阵的修正矩阵H' ；
[0028]其中，H'为nXn阶方阵，H、为mXm阶方阵，m为第il条馈线的断路器数目，当第il 条馈线出口处IED的故障信号Fe u = l时，把u的对角线上与第il条馈线出口处断路器相对 应的元素为1，即^ u(l，I) = 1;此外，构建第il条馈线的断路器编号矩阵DL= [Eu，Eu+l，… Eu+1-1 ]，并根据分布式电源联络线出口处断路器编号矩阵Dg进行判断，若Dgj4 = DLl8，即分 布式电源联络线出口处第j4个断路器的编号在第il条馈线的断路器编号矩阵中时，则记录 编号Dg j4,令HiKDgjrEu+l ,DgjrEu+l) = 1;其余元素均为0;分布式电源联络线出口处的断 路器相对应的元素为1，其余元素均为0;当第i条馈线出口处IH)的故障信号为0时，H 7 u为零 矩阵；
[0029] S92:根据修正矩阵把和故障信息矩阵F形成重合闸前加速方式下修正后的故障信 息矩阵=FXiT ;
[0030] S93:根据配电网网络拓扑结构第三矩阵T和修正