一種適用于用戶側(cè)微電網(wǎng)的繼電保護(hù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于微電網(wǎng)繼電保護(hù)領(lǐng)域，尤其是一種適用于用戶側(cè)微電網(wǎng)的繼電保護(hù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對能源的需求也越來越大，近年來，太陽能、風(fēng)能等一些分布式能源，得到廣泛的關(guān)注與開發(fā)，而微電網(wǎng)是分布式能源的一種重要應(yīng)用方式，尤其是用戶側(cè)微電網(wǎng)。用戶側(cè)微電網(wǎng)在全球范圍內(nèi)都在不斷的探索研究中，用戶側(cè)微電網(wǎng)，具有可并/離網(wǎng)運(yùn)行、供電可靠性高和提高配電網(wǎng)電能質(zhì)量等優(yōu)勢，我國也建立了一大批微電網(wǎng)示范工程，標(biāo)志著微電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入了新的階段，但與此同時(shí)，與用戶側(cè)微電網(wǎng)相關(guān)的控制與繼電保護(hù)技術(shù)也已經(jīng)成為了制約其發(fā)展的瓶頸。
[0003]繼電保護(hù)是電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要保證，相比大電網(wǎng)，微電網(wǎng)有其自身的特點(diǎn)，對繼電保護(hù)提出了新的挑戰(zhàn)和要求。微電網(wǎng)可以并/離網(wǎng)運(yùn)行，且不同的運(yùn)行狀況下，微電網(wǎng)的故障電流相差較大，微電網(wǎng)含有大量的分布式能源，微電網(wǎng)和大電網(wǎng)間可以實(shí)現(xiàn)能量雙向流動(dòng)，此外，微電網(wǎng)的控制運(yùn)行一般基于一體化中央控制器，微電網(wǎng)中使用了更多的通信，對繼電保護(hù)也提出了更多的要求。微電網(wǎng)保護(hù)技術(shù)是微電網(wǎng)正常運(yùn)行的前提，基于配電網(wǎng)的傳統(tǒng)保護(hù)方法已經(jīng)難以應(yīng)對微電網(wǎng)新的故障特征，必須探索合適的保護(hù)方法保證微電網(wǎng)系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行。
[0004]經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，微電網(wǎng)繼電保護(hù)技術(shù)研究綜述(牟龍華，姜斌，童榮斌，等.微電網(wǎng)繼電保護(hù)技術(shù)研究綜述[J].低壓電器，2014(12).)介紹了影響微電網(wǎng)繼電保護(hù)的四大因素，分別為:微電網(wǎng)與配電網(wǎng)的不同隔離策略、微電網(wǎng)不同接地方式、微電網(wǎng)不同運(yùn)行方式、微電網(wǎng)潮流特性，介紹了關(guān)于微電網(wǎng)繼電保護(hù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，并總結(jié)微電網(wǎng)保護(hù)方案主要分為以下三類:完全不依賴通信的微電網(wǎng)保護(hù)、完全依賴通信的微電網(wǎng)保護(hù)、部分依賴通信的微電網(wǎng)保護(hù)。微電網(wǎng)多級保護(hù)與控制的實(shí)現(xiàn)及優(yōu)化分析(楊湛曄，毛建容，馬紅偉，等.微電網(wǎng)多級保護(hù)與控制的實(shí)現(xiàn)及優(yōu)化分析[J].電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào)，2012，24(2): 137-141.)將微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)分為系統(tǒng)級、內(nèi)部支路級和設(shè)備級，通過各級控制保護(hù)功能實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)保護(hù)的協(xié)調(diào)與配合。Communicat1n networks fordomesticphotovoltaic based microgrid protect1n:1nternat1nal Conference onDevelopments in power systems protect1n (Nthontho M P，Chowdhury S P，WinbergSj et al.Communicat1n networks for domestic photovoltaic based microgridprotect1n [J], 2012.)根據(jù)微電網(wǎng)控制的需要，在每條饋線的終端廣泛設(shè)置微電網(wǎng)控制器，通過眾多的控制器保護(hù)信息匯集到微電網(wǎng)中央控制器，將保護(hù)算法集成到中央控制器的保護(hù)模塊中實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)保護(hù)與控制的結(jié)合。總體來說，對于微電網(wǎng)的繼電保護(hù)尚處于探索之中，研究成果相對較少。
[0005]考慮到一體化終端采用速率較慢的通信方式(Modbus協(xié)議)及僅傳輸終端電流和電壓有效值等現(xiàn)實(shí)約束，針對用戶側(cè)微電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)安全的要求，本文提出了基于電壓閉鎖過電流保護(hù)的用戶側(cè)微電網(wǎng)繼電保護(hù)方法。用戶側(cè)微電網(wǎng)在并網(wǎng)運(yùn)行和離網(wǎng)運(yùn)行兩種不同方式下，設(shè)定了不同的過電流動(dòng)作整定值，當(dāng)用戶側(cè)微電網(wǎng)出現(xiàn)過流故障時(shí)，切除故障線路，并充分考慮微電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的通信故障問題，實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)微電網(wǎng)的繼電保護(hù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是針對用戶側(cè)微電網(wǎng)，提供一種電壓閉鎖過電流保護(hù)的繼電保護(hù)策略，該策略設(shè)計(jì)簡便，響應(yīng)可靠。
[0007]一種適用于用戶側(cè)微電網(wǎng)的繼電保護(hù)方法，其特征在于包括以下步驟:
[0008](I)獲取微電網(wǎng)電氣參數(shù)，包括線路電壓、線路電流、開關(guān)閉合狀態(tài)；
[0009](2)確定微電網(wǎng)運(yùn)行模式；
[0010](3)在不同的運(yùn)行模式下，設(shè)定特定的保護(hù)動(dòng)作整定值，及確定主電源開關(guān)；
[0011](4)檢查母線電壓是否異常，無異常則初始化時(shí)間并返回(1)，有異常則開始計(jì)時(shí)；
[0012](5)若計(jì)時(shí)超過設(shè)定延時(shí)T2，則跳開保護(hù)區(qū)域內(nèi)所有開關(guān)，并返回(I)，否則進(jìn)入
(6)；
[0013](6)若計(jì)時(shí)超過設(shè)定延時(shí)Tl，TKT2,則相繼啟動(dòng)開關(guān)過流動(dòng)作子程序和通信異常動(dòng)作子程序，然后返回(I)，否則直接返回(I)。
[0014]進(jìn)一步地，在步驟(2)中，用戶側(cè)微電網(wǎng)繼電保護(hù)先判斷微電網(wǎng)運(yùn)行模式，通過判斷微電網(wǎng)與大電網(wǎng)的公共連接點(diǎn)開關(guān)狀態(tài)判斷微電網(wǎng)運(yùn)行模式。
[0015]進(jìn)一步地，在步驟(3)中，設(shè)定了并網(wǎng)運(yùn)行和離網(wǎng)運(yùn)行兩種運(yùn)行狀態(tài)下的保護(hù)動(dòng)作整定值，用戶側(cè)微電網(wǎng)在并網(wǎng)運(yùn)行和離網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，線路的故障電流相差較大，且并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的故障電流比離網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的故障電流大，微電網(wǎng)在并進(jìn)一步地，在步驟(4)中判斷電壓閉鎖，電壓閉鎖既考慮母線電壓過低的越限情況，也考慮母線電壓波動(dòng)的不平衡情況，任意一種情況發(fā)生，都激活過電流保護(hù)。
[0016]進(jìn)一步地，在步驟(5)、(6)中，設(shè)置了兩個(gè)延時(shí)整定值:設(shè)定延時(shí)Tl、設(shè)定延時(shí)T2，設(shè)定延時(shí)Tl小于設(shè)定延時(shí)T2，在計(jì)時(shí)未超過設(shè)定延時(shí)T2而超過設(shè)定延時(shí)Tl情況下，相繼進(jìn)入開關(guān)過流動(dòng)作子程序和通信異常動(dòng)作子程序，切除過流開關(guān)和通信異常的開關(guān)并返回；若系統(tǒng)電壓仍處于越限或不平衡狀態(tài)，計(jì)時(shí)超過設(shè)定延時(shí)T2到達(dá)后，切除保護(hù)區(qū)域內(nèi)所有保護(hù)開關(guān)。
[0017]進(jìn)一步地，在步驟￠)中，設(shè)置了開關(guān)過流動(dòng)作子程序和通信異常動(dòng)作子程序，開關(guān)過流動(dòng)作子程序用于逐個(gè)排查、切除過電流故障線路，通信異常動(dòng)作子程序用于逐個(gè)排查、切除通信故障線路，在這兩種保護(hù)動(dòng)作下，主電源開關(guān)都保持閉合不受影響。
[0018]本發(fā)明所提出的一種適用于用戶側(cè)微電網(wǎng)的繼電保護(hù)方法，基于電壓閉鎖過電流保護(hù)策略，同時(shí)基于一體化微電網(wǎng)中央控制器，用戶側(cè)微電網(wǎng)在并網(wǎng)運(yùn)行和離網(wǎng)運(yùn)行兩種不同方式下，設(shè)定不同的過電流動(dòng)作整定值，當(dāng)用戶側(cè)微電網(wǎng)出現(xiàn)過故障時(shí)，切除故障線路，實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)微電網(wǎng)的繼電保護(hù)。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)效果:
[0020]本發(fā)明所提出的用戶側(cè)微電網(wǎng)繼電保護(hù)策略整體上基于電壓閉鎖過電流保護(hù)，電壓閉鎖既考慮母線電壓過低的越限情況，也考慮母線電壓波動(dòng)的不平衡情況；本繼電保護(hù)策略既包括對故障電流的保護(hù)，也包括了對通信故障的保護(hù)，確保微電網(wǎng)繼電保護(hù)安全有效。
【附圖說明】
[0021]圖1是用戶側(cè)微電網(wǎng)繼電保護(hù)主方法流程圖。
[0022]圖2是開關(guān)過流動(dòng)作子程序流程圖。
[0023]圖3是通信異常動(dòng)作子程序流程圖。
[0024]圖4是典型用戶側(cè)微電網(wǎng)拓?fù)鋱D。
[0025]圖5是并/離網(wǎng)模式下不同工況故障的仿真圖。
[0026]圖6是在用戶側(cè)