一種適用于智能配電網(wǎng)的快速保護方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)配電線路繼電保護領(lǐng)域，尤其涉及含分布式電源的智能配電網(wǎng)線路的保護，尤其涉及一種適用于智能配電網(wǎng)的快速保護方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著智能電網(wǎng)的不斷推進和人們生活水平的不斷提高，對供電可靠性的要求越來越高。配電網(wǎng)直接面向用戶而且結(jié)構(gòu)復雜，故障率較高。配電網(wǎng)發(fā)生故障后，要求快速實現(xiàn)故障定位、故障隔離和故障恢復。高供電能力網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和大量分布式電源接入是智能配電網(wǎng)的主要特征。高供電能力網(wǎng)架結(jié)構(gòu)為配電網(wǎng)故障恢復和提高供電可靠性奠定了基礎(chǔ)。分布式電源的接入使傳統(tǒng)的配電網(wǎng)保護方法失效，許多改進的配電網(wǎng)保護方法雖然可以實現(xiàn)含分布式電源的智能配電網(wǎng)保護，但是，保護方法均需要增加方向元件。而配電網(wǎng)線路上一般不裝設(shè)電壓互感器，造成改進的保護方法無法應(yīng)用到實際配電網(wǎng)。在原有配電網(wǎng)保護基礎(chǔ)上，通過上下級保護的時間配合，可以在沒有電壓信息的情況下實現(xiàn)含分布式電源的配電網(wǎng)保護，
[0003]但是，保護時間較長，不能滿足智能配電網(wǎng)的快速保護要求，而且沒有充分利用智能配電網(wǎng)的高供電能力網(wǎng)架優(yōu)勢。需要一種能夠充分利用高供電能力網(wǎng)架的智能配電網(wǎng)快速保護方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了解決上述問題，提出了一種適用于智能配電網(wǎng)的快速保護方法，本方法克服傳統(tǒng)配電網(wǎng)保護方法保護速度慢且不適用于含分布式電源的配電網(wǎng)的缺點，充分利用智能配電網(wǎng)的優(yōu)勢，利用相鄰保護間交互的故障電流和開關(guān)狀態(tài)信息，很好地解決了含分布式電源的智能配電網(wǎng)快速故障定位、故障隔離和故障恢復。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種適用于智能配電網(wǎng)的快速保護方法，包括以下步驟:
[0007](I)智能配電網(wǎng)配電線路上各節(jié)點處的分段開關(guān)和聯(lián)絡(luò)開關(guān)均為斷路器，每個斷路器處均裝設(shè)一臺保護裝置，各保護裝置之間通過光纖以太網(wǎng)互聯(lián)；
[0008](2)各節(jié)點的保護利用電流突變量作為啟動元件，檢測到故障電流的保護裝置向其上游保護發(fā)送一個故障信號，檢測到故障電流的保護在規(guī)定的延遲時間內(nèi)未接收到其下游保護的故障信號，則跳開本地斷路器，并向其下游保護發(fā)送直跳命令；
[0009](3)接收到下游保護發(fā)送的斷路器狀態(tài)信息后，檢測本地是否有故障電流，若有故障電流，則立刻跳開本地斷路器，并向其下游保護發(fā)送直跳命令，同時，本地保護向其上游保護發(fā)送本地斷路器斷開狀態(tài)信息；
[0010](4)接收到上游保護發(fā)送的直跳命令后，本地保護跳開本地斷路器，并向其下游保護發(fā)送直跳命令，在其下游斷路器可靠斷開后，向與本保護區(qū)相連的聯(lián)絡(luò)開關(guān)處的保護發(fā)送故障恢復命令，使聯(lián)絡(luò)開關(guān)閉合，實現(xiàn)故障恢復。
[0011]所述步驟(2)中，在下游斷路器可靠斷開后，向與本保護區(qū)相連的聯(lián)絡(luò)開關(guān)處的保護發(fā)送故障恢復命令，使聯(lián)絡(luò)開關(guān)閉合，實現(xiàn)本保護區(qū)負荷的故障恢復。
[0012]所述步驟(2)中，本地保護向其上游保護發(fā)送本地斷路器斷開狀態(tài)信息，如果本保護區(qū)為故障區(qū)域，聯(lián)絡(luò)開關(guān)閉合后，其保護檢測到故障電流，立刻跳開聯(lián)絡(luò)開關(guān)，同時向主站上報故障區(qū)域，從而實現(xiàn)了故障定位和故障隔離。
[0013]所述步驟(3)中，接收到下游保護發(fā)送的斷路器狀態(tài)信息后，檢測本地是否有故障電流，若有故障電流，則立刻跳開本地斷路器，并向其下游保護發(fā)送直跳命令，在其下游斷路器可靠斷開后，向與本保護區(qū)相連的聯(lián)絡(luò)開關(guān)處的保護發(fā)送故障恢復命令，使聯(lián)絡(luò)開關(guān)閉合，實現(xiàn)故障恢復。
[0014]所述步驟(I)中，支持含有分布式電源的智能配電網(wǎng)快速保護，在配電網(wǎng)發(fā)生短路故障時，若故障點位于分布式電源下游，僅有故障點鄰近的上游開關(guān)動作，其他上游開關(guān)均不動作，上游負荷不間斷供電。
[0015]所述步驟(I)中，若故障點位于分布式電源上游，故障點與分布式電源之間的保護如果啟動，則首先恢復故障點下游負荷的供電，然后實現(xiàn)故障區(qū)域的故障隔離；故障點與分布式電源之間的保護如果不啟動，則首先實現(xiàn)故障區(qū)域的故障隔離，然后實現(xiàn)故障點下游負荷的快速故障恢復。
[0016]所述步驟(2)-(4)中，相鄰保護間進行故障電流和斷路器開關(guān)狀態(tài)信息交互時，若未收到相鄰保護的響應(yīng)，則認為相鄰保護出現(xiàn)故障，將其忽略，并將其次相鄰保護作為其相鄰保護，更新相鄰保護信息。
[0017]所述步驟(2)-(4)中，在發(fā)生瞬時故障時，在故障點上游斷路器斷開后，通過閉合瞬時故障區(qū)域的聯(lián)絡(luò)開關(guān)避免瞬時故障區(qū)域負荷停電
[0018]所述步驟(2)-(4)中，將定時限過電流保護作為其后備保護，分別作為本地保護和下游保護的近后備和遠后備保護。
[0019]本發(fā)明的工作原理為:本發(fā)明支持含有分布式電源的智能配電網(wǎng)快速保護，在配電網(wǎng)發(fā)生短路故障時，若故障點位于分布式電源下游，僅有故障點鄰近的上游開關(guān)動作，其他上游開關(guān)均不動作，上游負荷不間斷供電。本發(fā)明首先實現(xiàn)故障區(qū)域的故障隔離，然后實現(xiàn)故障點下游負荷的快速故障恢復。若故障點位于分布式電源上游，故障點與分布式電源之間的保護如果啟動，則本發(fā)明首先恢復故障點下游負荷的供電，然后實現(xiàn)故障區(qū)域的故障隔離；故障點與分布式電源之間的保護如果不啟動，則本發(fā)明首先實現(xiàn)故障區(qū)域的故障隔離，然后實現(xiàn)故障點下游負荷的快速故障恢復。
[0020]適用于智能配電網(wǎng)的快速保護方法是基于具有高供電能力網(wǎng)架且含分布式電源的智能配電網(wǎng)，配電線路上的分段開關(guān)和聯(lián)絡(luò)開關(guān)均為斷路器，且滿足“N-1”準則，即配電線路的任意一段線路出現(xiàn)故障，非故障線段的負載均可由其備用電源轉(zhuǎn)供。。
[0021]本發(fā)明的有益效果為:
[0022](I)本發(fā)明適用于具有高供電能力網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和含分布式電源的智能配電網(wǎng)，在沒有方向元件條件下，實現(xiàn)智能配電網(wǎng)的快速故障定位、故障隔離和故障恢復，提高供電可靠性；
[0023](2)本發(fā)明具有自我診斷功能，相鄰保護間進行故障電流和斷路器開關(guān)狀態(tài)信息交互時，若未收到相鄰保護的響應(yīng)，則認為相鄰保護出現(xiàn)故障，將其忽略，并將其次相鄰保護作為其相鄰保護，更新相鄰保護信息；
[0024](3)本發(fā)明在發(fā)生瞬時故障時，在故障點上游斷路器斷開后，通過閉合瞬時故障區(qū)域的聯(lián)絡(luò)開關(guān)避免瞬時故障區(qū)域負荷停電；
[0025](4)本發(fā)明將定時限過電流保護作為其后備保護，分別作為本地保護和下游保護的近后備和遠后備保護。
【附圖說明】
[0026]圖1 (a)為本發(fā)明配電網(wǎng)快速保護方法的故障處理中斷服務(wù)子程序流程圖；
[0027]圖1 (b)為本發(fā)明配電網(wǎng)快速保護方法的直接命令中斷服務(wù)子程序流程圖；
[0028]圖1 (c)為本發(fā)明配電網(wǎng)快速保護方法的下游保護請求中斷服務(wù)子程序流程圖；
[0029]圖2本為本發(fā)明在含有分布式電源的智能配電網(wǎng)中應(yīng)用方案示意圖。
【具體實施方式】
:
[0030]下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0031 ] 本發(fā)明提出的適用于智能配電網(wǎng)的快速保護方法，是通過如下的技術(shù)方案實現(xiàn)的，其步驟包括:
[0032]如圖1(a)、圖1(b)、圖1(c)所示為本發(fā)明配電網(wǎng)快速保護方法的程序流程圖。該保護方法通過控制分段開關(guān)和聯(lián)絡(luò)開關(guān)的開合，實現(xiàn)配電網(wǎng)線路的故障定位、故障隔離和故障恢復。本發(fā)明主要包含三個中斷服務(wù)子程序:故障處理中斷服務(wù)子程序、直跳命令中斷服務(wù)子程序和下游保護請求中斷服務(wù)子程序。程序流程簡述如下:
[0033]故障處理中斷服務(wù)子程序以靈敏度很高的電流突變量作為啟動元件。如果啟動元件動作，說明可能發(fā)生了故障，進入故障處理中斷服務(wù)子程序。首先向上游保護發(fā)送故障信息，經(jīng)過一段時間延遲，再判斷是否接收到下游保護發(fā)送的故障信息。如果沒有接收到下游保護發(fā)送的故障信息，則跳開本地斷路器，向下游發(fā)送直跳命令，并向上游保護發(fā)送本地斷路器的斷開信息。當下游斷路器可靠斷開后，向本保護區(qū)聯(lián)絡(luò)開關(guān)處的保護發(fā)送故障恢復命令，使聯(lián)絡(luò)開關(guān)閉合，實現(xiàn)本保護區(qū)的故障恢復。若本保護區(qū)為故障區(qū)域，則聯(lián)絡(luò)開關(guān)處的保護在聯(lián)絡(luò)開關(guān)閉合后檢測到故障電流，則立即斷開聯(lián)絡(luò)開關(guān)，實現(xiàn)本保護區(qū)的故障隔離。若收到下游保護的故障信息，則不執(zhí)行跳閘操作，返回中斷子程序，等待下游保護發(fā)送保護請求處理命令。
[0034]直跳命令中斷服務(wù)子程序是本地保護在接收到上游保護的直跳命令后執(zhí)行的操作。說明上游保護已跳閘，下游負荷與系統(tǒng)電源已斷開，要求本地保護區(qū)負荷由其備用電源轉(zhuǎn)供。進入該中斷服務(wù)子程序后，首先跳開本地斷路器，并向下游發(fā)送直跳命令，當下游斷路器可靠斷開后，向本保護區(qū)聯(lián)絡(luò)開關(guān)處的保護發(fā)送故障恢復命令，實現(xiàn)本保護區(qū)的故障恢復。最后，向上游保護發(fā)送本地斷路器的斷開信息。
[0035]下游保護請求中斷服務(wù)子程序是在下游保護處理結(jié)束后，向本地保護發(fā)送下游斷路器狀態(tài)信息，請求本地保護進行保護處理。進入該中斷服務(wù)子程序后，首先判斷是否檢測到故障電流，若檢測到故障電流，則跳開本地斷路器，向下游發(fā)送直跳命令，并向上游保護發(fā)送本地斷路器的斷開信息。當下游斷路器可靠斷開后，向本保護區(qū)聯(lián)絡(luò)開關(guān)處的