基于区域概念的用于分配电网的自适应保护的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种用于主动(active)分配网络的分散保护的方法，尤其设及需要动 态调整保护设置的网络的分散保护的方法。
【背景技术】
[0002] 传统配电网是不具备本地能源的被动(passive)电网，并且完全由传输电网供电。 由于对可再生源的增加的产业关注，在配电网中出现了小型和中型的分布式能源资源 (DER)。而且，它们的量预期主要受到环境和可靠性关注驱动而增长。
[0003] 与占主导的径向方案相反，具有大量Dm?的配电网还会得益于采用常闭环/网状拓 扑。运些拓扑对电力损耗、电压调整和网络可靠性具有正面效应。最终，通过大量可控和可 协调的DER，配电网的一部分在紧急情况下可W有意地与主电网断开，并且W孤岛模式继续 运行。运种概念被称为微电网。
[0004] 运种进化转变使得配电网更主动，但是它也将面对许多技术挑战。而且，一个重要 的方面是微电网的保护。现有保护系统被设计用于具有固定设置的传统被动配电网，并且 会在微电网的不断变化的运行条件下不适当地运作。例如，运包括短路电流的大小和方向 的变化，例如DER开/关，包括孤岛的网络配置;搭接式（tapped)D邸连接的故障检测灵敏性 和速度的降低；由于DER的故障贡献，针对邻近线路的故障的公用断路器的不必要切断；W 及公用线路断路器策略的自动重新关闭将会失效。考虑到W上方面的一些方面而形成了 W 下建议。
[0005] WO 2010/063816描述了用于使至少一组参数适于具有多个开关设备的电力网络 的至少一个智能电子设备的方法和装置。该方法包括如下步骤:a)读取电力网络的电流网 络状态，其中网络状态包括多个开关设备的状态;b)模拟电力网络中的至少一个网络故障； C)在考虑到电力网络的网络拓扑和电流网络状态的情况下，利用由至少一个模拟网络故障 引起的模拟的故障电流，推导用于至少一个智能电子设备的至少一组新的参数;d)在至少 一个智能电子设备中的至少一个中设置至少一组参数。Oudalov A. ,Fidigatti A.于2009 年在期刊Distributed Energy Resources第4卷第3号第201-225页的"Adaptive 化twork Protection in Microgrids, Int."中描述了类似的方法。
[0006] US 7525782描述了用于处理电路断路器信息的自适应保护过程，其不断地监视自 身变化，使其随着电力分配系统的状态变化。自适应保护算法通过电路断路器系统跟踪电 力的流动，并且基于其与电源和末端负载的相对接近度，将值或排名分派给每个电路断路 器。使用分派给断路器的排名来确定每个断路器的响应时间，W保证系统协调性和选择性。
[0007] W0/2013/036385描述了配电系统中电子电路断路器的设置和调整切断设定的集 中式协调，运借助于监视短路电流可用性，SCCA，W及基于从安装在分配系统的分支节点、 馈电节点和主节点处的SCCA监视设备接收的SCCA估计来调整切断设定。该文献仅仅关注具 有多个负载而非分布式能源资源的分配系统。因此，短路级别的变化不如既具有多个负载 又具有分布式能源资源的分配网络那样复杂。
【发明内容】
[000引上面提到的建议关注集中式系统，在集中式系统中，中央控制器与本地设备通信 并作出决定。该方法可W在小型微电网中操作良好，但是可能在横跨大的地理区域且具有 大量开关的分配系统中不适用，尤其是对于因分配网络的动态变化而导致保护复杂得多 的、具有多个负载和分布式能源资源的分配网络而言不适用。
[0009] 因此本发明的目的在于提供一种用于主动分配网络的分散保护的方法，该方法基 于分布式逻辑支持本地保护系统调整(adaptation)。该方法应当能够动态地调节网络的不 同部分中的保护设置W遵循其拓扑变化，而无需知道完整的系统拓扑，减少链接网络的不 同部分的通信基础设施的负荷，并且在集成新的分布式发电机或馈线延伸之后使得能够实 现自动化系统调节。
[0010] 该目的是由根据独立权利要求的系统和方法来实现的。根据从属专利权利要求， 优选的实施方式是明显的。
[0011] 本发明提供一种保护分配网络的方法，该分配网络具有互连第一汇流线与第二汇 流线的电力线路，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，其中该方法包括如下步骤:识别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例如智能电子设备保护，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;分别为第一保护区域和第二保护区域分配第一逻辑控制器和第二逻 辑控制器;对于由开关设备的连接状态定义的初始电网拓扑，分别通过第一逻辑控制器和 第二逻辑控制器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;在能 够连接到第一汇流线的分布式馈电线路、负载或发电机的连接状态改变的情况下，通过第 一逻辑控制器重新评估第一短路级别，并且优选地，基于重新评估的第一短路级别，调整第 一保护设备的保护设置，W及通过第二逻辑控制器基于重新评估的第一短路级别，重新评 估第二短路级别；W及基于重新评估的第二短路级别，调整第二保护设备的保护设置。
[0012] 第一保护区域和第二保护区域之间的距离通常取决于电压级别。例如，在中电压 下，该距离可W多于100m，特别是多于1km，更特别地在20km到50km之间；W及在低电压下， 汇流线和开关端子之间的距离可W较短，例如20m到Ikm或2km。根据本发明的分配网络中开 关的数量通常是数百个，特别是数千个，更特别地是数万个。
[0013] 该重新评估的第一短路级别构成了提供给第二逻辑控制器的、来自第一保护区域 的仅有的重新故障(re-化Ult)信息。
[0014] 优选地，还可W与第二保护设置的调整同时地执行第一保护设置的调整。
[0015] 此后，术语逻辑控制器还可W被称作本地逻辑控制器或用于保护区域的区域控制 器。
[0016] 根据优选的实施方式，通过基于使用MVA方法进行计算，执行评估和重新评估。首 字母缩略词MVA是功率的单位，即兆伏安。
[0017] 优选地，第一逻辑控制器通过通信信道或链路将重新评估的第一短路级别传送到 第二逻辑控制器，该通信信道或链路为诸如切换通信网络、硬连线通信线路、无线或现有电 力线路。
[0018] 分配网络可W包括多个其它汇流线，每个汇流线关联到特定保护区域。在运种情 况下，在能够连接到第一汇流线和第二汇流线的发电机或负载的连接状态改变的情况下， 将增生(propagate)重新评估短路级别的步骤。然后，可W聚集第一保护设备、第二保护设 备和其它保护设备的保护设置的调整。运意味着，根据本发明的方法适用于属于几个保护 区域的多个负载或发电机的状态同时改变的情况。
[0019] 优选地，可W确定用于保护设备的一组设置，其中每个设置对应于短路级别的一 个范围。
[0020] 优选地，通过从该组设置中选择与重新评估的短路级别相对应的保护设置，执行 调整保护设置的步骤。
[0021] 替选地，紧接在配置改变成新模式之后还可W实时计算设置。在运种情