一種基于分布式發(fā)電并網(wǎng)過(guò)渡運(yùn)行方式協(xié)調(diào)綜合保護(hù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于分布式發(fā)電并網(wǎng)過(guò)渡運(yùn)行方式協(xié)調(diào)綜合保護(hù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在分布式電源網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期，由于其規(guī)模具有不確定性，并網(wǎng)容量較小，對(duì)系統(tǒng)提供的短路電流有限，對(duì)已有系統(tǒng)保護(hù)影響較小，此時(shí)可將其視為“純負(fù)荷”性質(zhì)。但是當(dāng)分布式電源容量不斷增加(>5MVA)，DG就有了提供相對(duì)高故障電流的饋送能力，例如，在10?35kV母線上直接連接的DG，可在很短的持續(xù)時(shí)間里提供大約6倍額定電流，通過(guò)逆變器連接DG單元故障電流也可以達(dá)到4倍額定電流。這時(shí)就不能再以負(fù)荷性質(zhì)進(jìn)行對(duì)待，但此時(shí)系統(tǒng)側(cè)相應(yīng)的保護(hù)裝置并未跟進(jìn)，影響電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
[0003]因此研宄如何DG過(guò)渡方式下，以有限的保護(hù)資源獲得最有效的保護(hù)方案是有著積極意義的。同時(shí)在這種過(guò)渡方式下，考慮如何在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，充分體現(xiàn)DG對(duì)重要負(fù)荷的持續(xù)供電優(yōu)勢(shì)也是應(yīng)該兼顧考慮的目標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了解決上述問(wèn)題，提出了一種基于分布式發(fā)電并網(wǎng)過(guò)渡運(yùn)行方式協(xié)調(diào)綜合保護(hù)方法，本方法通過(guò)接地方式及二次保護(hù)系統(tǒng)的優(yōu)化，解決了 DG由單純“負(fù)荷”性質(zhì)向“小電源”性質(zhì)過(guò)渡的復(fù)雜性問(wèn)題，在現(xiàn)有的保護(hù)及自動(dòng)裝置不變的情況下，通過(guò)相關(guān)技術(shù)手段，達(dá)到基本滿足DG接入后地區(qū)電網(wǎng)安全運(yùn)行的目的。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種基于分布式發(fā)電并網(wǎng)過(guò)渡運(yùn)行方式協(xié)調(diào)綜合保護(hù)方法，包括以下步驟:
[0007](I)明確DG容量的故障隔離邊界，調(diào)整其保護(hù)定值，確定故障隔離后孤島運(yùn)行方式下邊界點(diǎn)，在DG容量增大到設(shè)定值后，將并網(wǎng)變電站的變壓器接地方式進(jìn)行調(diào)整；
[0008](2)在已有的保護(hù)配置條件下，使當(dāng)?shù)氐皖l低壓裝置與配電自動(dòng)化系統(tǒng)相協(xié)調(diào)，完成事故后負(fù)荷轉(zhuǎn)移及孤島劃分；
[0009](3)根據(jù)孤島運(yùn)行方式，制定保護(hù)配置方案，進(jìn)行故障響應(yīng)分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)一級(jí)重要負(fù)荷故障期間的持續(xù)供電，以及島內(nèi)相應(yīng)的微網(wǎng)保護(hù)調(diào)整。
[0010]所述步驟(I)中，當(dāng)本地DG容量不斷增大，達(dá)到設(shè)定的容量值時(shí)，DG就不能當(dāng)作單純的負(fù)荷考慮，而應(yīng)該將其視為與系統(tǒng)相連的、與發(fā)電機(jī)組性質(zhì)不同的分布式電源。
[0011]所述步驟(I)中，首先要明確DG容量在增長(zhǎng)到哪個(gè)點(diǎn)時(shí)引起保護(hù)的不配合，因而需要調(diào)整保護(hù)定值；其次是由于DG容量小于50MW保護(hù)及開(kāi)關(guān)配置在DG作為“小電源”考慮時(shí)將是不完善的，如果想要在故障發(fā)生時(shí)有效的隔離故障，這時(shí)的故障斷開(kāi)點(diǎn)需要進(jìn)行以下調(diào)整:跳DG上網(wǎng)變電站主變高壓側(cè)及橋開(kāi)關(guān)，同時(shí)聯(lián)切并網(wǎng)線開(kāi)關(guān)。
[0012]所述步驟(I)中，DG容量增大到設(shè)定值程度時(shí)，需要考慮在哪個(gè)開(kāi)關(guān)斷點(diǎn)斷開(kāi)，形成孤島運(yùn)行方式，同時(shí)，在形成孤島后，兼顧考慮對(duì)于島內(nèi)微網(wǎng)保護(hù)；對(duì)于故障隔離后的負(fù)荷重新分配，同樣也是要在充分考慮負(fù)荷重要性及與當(dāng)?shù)毓┡淦胶怅P(guān)系的前提下，通過(guò)解列及低頻低壓減載裝置將負(fù)荷損失降至最低。
[0013]所述步驟(2)中，在過(guò)渡運(yùn)行方式下，由于開(kāi)關(guān)斷開(kāi)點(diǎn)的分布及可備用電源的不足需要相應(yīng)的保護(hù)及安全自動(dòng)裝置方案作適應(yīng)性調(diào)整；在進(jìn)行方案確定的時(shí)候，首先故障隔離范圍的確定需要收集開(kāi)關(guān)斷開(kāi)點(diǎn)所確定的新邊界，并且還要綜合考慮這一邊界點(diǎn)一旦確定而隨之產(chǎn)生的系統(tǒng)解列及孤島運(yùn)行方式是否可穩(wěn)定運(yùn)行。
[0014]所述步驟(2)中，為了實(shí)現(xiàn)在精確隔離故障后的重要負(fù)荷的可靠運(yùn)行，需要綜合考慮成本與能源信息、管理與環(huán)境信息、控制與測(cè)量信息、臨界狀態(tài)信息和負(fù)荷用戶信息；在電源資源緊張的情況下，需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、潮流分布、開(kāi)關(guān)分布、保護(hù)配置及當(dāng)?shù)谼G的負(fù)荷平衡能力和當(dāng)?shù)毓╇娯?fù)荷的性質(zhì)因素進(jìn)行綜合分析考慮，才能確定適用于當(dāng)前運(yùn)行方式下的可靠、經(jīng)濟(jì)保護(hù)及安全自動(dòng)裝置方案，方案確定各個(gè)開(kāi)關(guān)及保護(hù)配置點(diǎn)的配合關(guān)系，用來(lái)實(shí)現(xiàn)以最小隔離范圍隔離故障以及以最小的成本來(lái)獲得最優(yōu)的負(fù)荷轉(zhuǎn)移方案。
[0015]所述步驟(3)中，由于DG性質(zhì)發(fā)生了變化，將并網(wǎng)變壓器高壓側(cè)接地，對(duì)側(cè)系統(tǒng)線路保護(hù)由原來(lái)的距離、零序I段伸入變壓器，改為保線路85%，并借助于本站變壓器高壓側(cè)的零序保護(hù)作為線路主保護(hù)，跳高壓側(cè)及橋開(kāi)關(guān)，同時(shí)聯(lián)切并網(wǎng)線開(kāi)關(guān)。
[0016]所述步驟(3)中，保護(hù)動(dòng)作如下:線路故障時(shí)兩端斷路器跳開(kāi)不重合，備投動(dòng)作，聯(lián)切DG并網(wǎng)線的模式，此時(shí)局部區(qū)域?qū)⑦M(jìn)入孤島運(yùn)行方式；作為低壓側(cè)近后備及低壓側(cè)母線主保護(hù)的低壓側(cè)限時(shí)速斷保護(hù)跳開(kāi)本側(cè)開(kāi)關(guān)，聯(lián)切DG并網(wǎng)線，閉鎖低壓側(cè)分段備投；主變差動(dòng)及非電量保護(hù)動(dòng)作，不閉鎖變電站進(jìn)線及低壓側(cè)分段備投。
[0017]所述步驟(3)中，當(dāng)一臺(tái)變運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)側(cè)線路發(fā)生故障，將備投聯(lián)切裝置的變壓器高壓側(cè)開(kāi)關(guān)動(dòng)作，直接切斷光伏與系統(tǒng)的聯(lián)絡(luò)通道，高壓側(cè)母線失壓，不會(huì)影響備自投的正常動(dòng)作，但對(duì)于兩臺(tái)變同時(shí)運(yùn)行的方式，變壓器高壓側(cè)開(kāi)關(guān)動(dòng)作并不能完全切斷分布式電源的通道，因此會(huì)影響備自投的成功率，為此高后備保護(hù)動(dòng)作的同時(shí)需要聯(lián)切本站光伏的并網(wǎng)線，并且由原來(lái)的兩臺(tái)變并列運(yùn)行改由一臺(tái)變運(yùn)行后，需要低壓側(cè)的低頻、低壓裝置動(dòng)作，對(duì)相應(yīng)負(fù)荷進(jìn)行均衡，以達(dá)到保證供電質(zhì)量的問(wèn)題。
[0018]所述步驟(3)中，選擇在分布式電源并網(wǎng)變電站高壓側(cè)裝設(shè)母差保護(hù)，當(dāng)母線發(fā)生故障時(shí)，由母差保護(hù)動(dòng)作節(jié)點(diǎn)輸出閉鎖備投裝置；如果沒(méi)有配置母差保護(hù)，通過(guò)比較流過(guò)進(jìn)線變電站側(cè)開(kāi)關(guān)與變壓器高壓側(cè)刀閘的故障電流大小來(lái)判斷是否為母線故障。
[0019]所述步驟(3)中，當(dāng)進(jìn)線變電站側(cè)開(kāi)關(guān)流過(guò)的電流大于變壓器高壓側(cè)刀流過(guò)的故障電流時(shí)，說(shuō)明為母線故障；因?yàn)?，只有故障點(diǎn)位于兩開(kāi)關(guān)之間時(shí)，才會(huì)出現(xiàn)進(jìn)線變電站側(cè)開(kāi)關(guān)感受到的由系統(tǒng)提供的短路電流遠(yuǎn)大于變壓器高壓側(cè)刀閘由分布式電源提供的短路電流。
[0020]所述步驟(3)中，在不會(huì)導(dǎo)致DG相關(guān)設(shè)備損害的前提下，DG側(cè)不論是頻率還是電壓繼電器都比系統(tǒng)側(cè)對(duì)應(yīng)保護(hù)高出一個(gè)配合級(jí)差，這也就保證了當(dāng)系統(tǒng)側(cè)發(fā)生故障時(shí)，DG不會(huì)先于系統(tǒng)側(cè)相對(duì)應(yīng)繼電器動(dòng)作而導(dǎo)致無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的有效支持。
[0021]本發(fā)明的有益效果為:
[0022](I)當(dāng)DG容量不斷增加，使的其短路電流水平增加，DG性質(zhì)也由原來(lái)的“純負(fù)荷”轉(zhuǎn)換為“小電源”性質(zhì)，現(xiàn)有的保護(hù)及開(kāi)關(guān)斷點(diǎn)已經(jīng)無(wú)法滿足過(guò)渡情況的需要，本發(fā)明在已有的保護(hù)及開(kāi)關(guān)斷點(diǎn)條件下，通過(guò)與一次運(yùn)行方式的不斷匹配，方案的不斷優(yōu)化，信息及狀態(tài)量的不斷交流，形成與一次系統(tǒng)相適應(yīng)的保護(hù)控制接口，達(dá)到系統(tǒng)安全運(yùn)行及供電持續(xù)的雙重目的；
[0023](2)通過(guò)改變變壓器接地方式，確保系統(tǒng)故障時(shí)可以有效發(fā)現(xiàn)故障；
[0024](3)同時(shí)借助于變壓器高壓側(cè)零序過(guò)流及開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)了對(duì)系統(tǒng)故障的有效隔離；
[0025](4)通過(guò)保護(hù)及自動(dòng)裝置的定值配合，保證了在故障隔離后，有效轉(zhuǎn)移負(fù)荷；通過(guò)DG孤島運(yùn)行操作，保持了 DG對(duì)當(dāng)?shù)刎?fù)荷的持