基于區(qū)域概念的用于分配電網(wǎng)的自適應(yīng)保護(hù)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種用于主動(dòng)(active)分配網(wǎng)絡(luò)的分散保護(hù)的方法，尤其設(shè)及需要?jiǎng)?態(tài)調(diào)整保護(hù)設(shè)置的網(wǎng)絡(luò)的分散保護(hù)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)配電網(wǎng)是不具備本地能源的被動(dòng)(passive)電網(wǎng)，并且完全由傳輸電網(wǎng)供電。 由于對可再生源的增加的產(chǎn)業(yè)關(guān)注，在配電網(wǎng)中出現(xiàn)了小型和中型的分布式能源資源 (DER)。而且，它們的量預(yù)期主要受到環(huán)境和可靠性關(guān)注驅(qū)動(dòng)而增長。
[0003] 與占主導(dǎo)的徑向方案相反，具有大量Dm?的配電網(wǎng)還會(huì)得益于采用常閉環(huán)/網(wǎng)狀拓 撲。運(yùn)些拓?fù)鋵﹄娏p耗、電壓調(diào)整和網(wǎng)絡(luò)可靠性具有正面效應(yīng)。最終，通過大量可控和可 協(xié)調(diào)的DER，配電網(wǎng)的一部分在緊急情況下可W有意地與主電網(wǎng)斷開，并且W孤島模式繼續(xù) 運(yùn)行。運(yùn)種概念被稱為微電網(wǎng)。
[0004] 運(yùn)種進(jìn)化轉(zhuǎn)變使得配電網(wǎng)更主動(dòng)，但是它也將面對許多技術(shù)挑戰(zhàn)。而且，一個(gè)重要 的方面是微電網(wǎng)的保護(hù)?，F(xiàn)有保護(hù)系統(tǒng)被設(shè)計(jì)用于具有固定設(shè)置的傳統(tǒng)被動(dòng)配電網(wǎng)，并且 會(huì)在微電網(wǎng)的不斷變化的運(yùn)行條件下不適當(dāng)?shù)剡\(yùn)作。例如，運(yùn)包括短路電流的大小和方向 的變化，例如DER開/關(guān)，包括孤島的網(wǎng)絡(luò)配置;搭接式（tapped)D邸連接的故障檢測靈敏性 和速度的降低；由于DER的故障貢獻(xiàn)，針對鄰近線路的故障的公用斷路器的不必要切斷；W 及公用線路斷路器策略的自動(dòng)重新關(guān)閉將會(huì)失效?？紤]到W上方面的一些方面而形成了 W 下建議。
[0005] WO 2010/063816描述了用于使至少一組參數(shù)適于具有多個(gè)開關(guān)設(shè)備的電力網(wǎng)絡(luò) 的至少一個(gè)智能電子設(shè)備的方法和裝置。該方法包括如下步驟:a)讀取電力網(wǎng)絡(luò)的電流網(wǎng) 絡(luò)狀態(tài)，其中網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)包括多個(gè)開關(guān)設(shè)備的狀態(tài);b)模擬電力網(wǎng)絡(luò)中的至少一個(gè)網(wǎng)絡(luò)故障； C)在考慮到電力網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜碗娏骶W(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的情況下，利用由至少一個(gè)模擬網(wǎng)絡(luò)故障 引起的模擬的故障電流，推導(dǎo)用于至少一個(gè)智能電子設(shè)備的至少一組新的參數(shù);d)在至少 一個(gè)智能電子設(shè)備中的至少一個(gè)中設(shè)置至少一組參數(shù)。Oudalov A. ,Fidigatti A.于2009 年在期刊Distributed Energy Resources第4卷第3號(hào)第201-225頁的"Adaptive 化twork Protection in Microgrids, Int."中描述了類似的方法。
[0006] US 7525782描述了用于處理電路斷路器信息的自適應(yīng)保護(hù)過程，其不斷地監(jiān)視自 身變化，使其隨著電力分配系統(tǒng)的狀態(tài)變化。自適應(yīng)保護(hù)算法通過電路斷路器系統(tǒng)跟蹤電 力的流動(dòng)，并且基于其與電源和末端負(fù)載的相對接近度，將值或排名分派給每個(gè)電路斷路 器。使用分派給斷路器的排名來確定每個(gè)斷路器的響應(yīng)時(shí)間，W保證系統(tǒng)協(xié)調(diào)性和選擇性。
[0007] W0/2013/036385描述了配電系統(tǒng)中電子電路斷路器的設(shè)置和調(diào)整切斷設(shè)定的集 中式協(xié)調(diào)，運(yùn)借助于監(jiān)視短路電流可用性，SCCA，W及基于從安裝在分配系統(tǒng)的分支節(jié)點(diǎn)、 饋電節(jié)點(diǎn)和主節(jié)點(diǎn)處的SCCA監(jiān)視設(shè)備接收的SCCA估計(jì)來調(diào)整切斷設(shè)定。該文獻(xiàn)僅僅關(guān)注具 有多個(gè)負(fù)載而非分布式能源資源的分配系統(tǒng)。因此，短路級別的變化不如既具有多個(gè)負(fù)載 又具有分布式能源資源的分配網(wǎng)絡(luò)那樣復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引上面提到的建議關(guān)注集中式系統(tǒng)，在集中式系統(tǒng)中，中央控制器與本地設(shè)備通信 并作出決定。該方法可W在小型微電網(wǎng)中操作良好，但是可能在橫跨大的地理區(qū)域且具有 大量開關(guān)的分配系統(tǒng)中不適用，尤其是對于因分配網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)變化而導(dǎo)致保護(hù)復(fù)雜得多 的、具有多個(gè)負(fù)載和分布式能源資源的分配網(wǎng)絡(luò)而言不適用。
[0009] 因此本發(fā)明的目的在于提供一種用于主動(dòng)分配網(wǎng)絡(luò)的分散保護(hù)的方法，該方法基 于分布式邏輯支持本地保護(hù)系統(tǒng)調(diào)整(adaptation)。該方法應(yīng)當(dāng)能夠動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)的不 同部分中的保護(hù)設(shè)置W遵循其拓?fù)渥兓?，而無需知道完整的系統(tǒng)拓?fù)洌瑴p少鏈接網(wǎng)絡(luò)的不 同部分的通信基礎(chǔ)設(shè)施的負(fù)荷，并且在集成新的分布式發(fā)電機(jī)或饋線延伸之后使得能夠?qū)?現(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)調(diào)節(jié)。
[0010] 該目的是由根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的系統(tǒng)和方法來實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)從屬專利權(quán)利要求， 優(yōu)選的實(shí)施方式是明顯的。
[0011] 本發(fā)明提供一種保護(hù)分配網(wǎng)絡(luò)的方法，該分配網(wǎng)絡(luò)具有互連第一匯流線與第二匯 流線的電力線路，每個(gè)匯流線能夠通過鄰近于匯流線的開關(guān)設(shè)備連接到線路，W及負(fù)載和/ 或發(fā)電機(jī)，其中該方法包括如下步驟:識(shí)別第一保護(hù)區(qū)域和第二保護(hù)區(qū)域，第一保護(hù)區(qū)域和 第二保護(hù)區(qū)域分別包括第一匯流線和第二匯流線，第一保護(hù)區(qū)域和第二保護(hù)區(qū)域分別由第 一保護(hù)設(shè)備和第二保護(hù)設(shè)備例如智能電子設(shè)備保護(hù)，W及第一保護(hù)區(qū)域和第二保護(hù)區(qū)域由 鄰近的開關(guān)設(shè)備界定;分別為第一保護(hù)區(qū)域和第二保護(hù)區(qū)域分配第一邏輯控制器和第二邏 輯控制器;對于由開關(guān)設(shè)備的連接狀態(tài)定義的初始電網(wǎng)拓?fù)洌謩e通過第一邏輯控制器和 第二邏輯控制器評估第一保護(hù)區(qū)域和第二保護(hù)區(qū)域的第一短路級別和第二短路級別;在能 夠連接到第一匯流線的分布式饋電線路、負(fù)載或發(fā)電機(jī)的連接狀態(tài)改變的情況下，通過第 一邏輯控制器重新評估第一短路級別，并且優(yōu)選地，基于重新評估的第一短路級別，調(diào)整第 一保護(hù)設(shè)備的保護(hù)設(shè)置，W及通過第二邏輯控制器基于重新評估的第一短路級別，重新評 估第二短路級別；W及基于重新評估的第二短路級別，調(diào)整第二保護(hù)設(shè)備的保護(hù)設(shè)置。
[0012] 第一保護(hù)區(qū)域和第二保護(hù)區(qū)域之間的距離通常取決于電壓級別。例如，在中電壓 下，該距離可W多于100m，特別是多于1km，更特別地在20km到50km之間；W及在低電壓下， 匯流線和開關(guān)端子之間的距離可W較短，例如20m到Ikm或2km。根據(jù)本發(fā)明的分配網(wǎng)絡(luò)中開 關(guān)的數(shù)量通常是數(shù)百個(gè)，特別是數(shù)千個(gè)，更特別地是數(shù)萬個(gè)。
[0013] 該重新評估的第一短路級別構(gòu)成了提供給第二邏輯控制器的、來自第一保護(hù)區(qū)域 的僅有的重新故障(re-化Ult)信息。
[0014] 優(yōu)選地，還可W與第二保護(hù)設(shè)置的調(diào)整同時(shí)地執(zhí)行第一保護(hù)設(shè)置的調(diào)整。
[0015] 此后，術(shù)語邏輯控制器還可W被稱作本地邏輯控制器或用于保護(hù)區(qū)域的區(qū)域控制 器。
[0016] 根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方式，通過基于使用MVA方法進(jìn)行計(jì)算，執(zhí)行評估和重新評估。首 字母縮略詞MVA是功率的單位，即兆伏安。
[0017] 優(yōu)選地，第一邏輯控制器通過通信信道或鏈路將重新評估的第一短路級別傳送到 第二邏輯控制器，該通信信道或鏈路為諸如切換通信網(wǎng)絡(luò)、硬連線通信線路、無線或現(xiàn)有電 力線路。
[0018] 分配網(wǎng)絡(luò)可W包括多個(gè)其它匯流線，每個(gè)匯流線關(guān)聯(lián)到特定保護(hù)區(qū)域。在運(yùn)種情 況下，在能夠連接到第一匯流線和第二匯流線的發(fā)電機(jī)或負(fù)載的連接狀態(tài)改變的情況下， 將增生(propagate)重新評估短路級別的步驟。然后，可W聚集第一保護(hù)設(shè)備、第二保護(hù)設(shè) 備和其它保護(hù)設(shè)備的保護(hù)設(shè)置的調(diào)整。運(yùn)意味著，根據(jù)本發(fā)明的方法適用于屬于幾個(gè)保護(hù) 區(qū)域的多個(gè)負(fù)載或發(fā)電機(jī)的狀態(tài)同時(shí)改變的情況。
[0019] 優(yōu)選地，可W確定用于保護(hù)設(shè)備的一組設(shè)置，其中每個(gè)設(shè)置對應(yīng)于短路級別的一 個(gè)范圍。
[0020] 優(yōu)選地，通過從該組設(shè)置中選擇與重新評估的短路級別相對應(yīng)的保護(hù)設(shè)置，執(zhí)行 調(diào)整保護(hù)設(shè)置的步驟。
[0021] 替選地，緊接在配置改變成新模式之后還可W實(shí)時(shí)計(jì)算設(shè)置。在運(yùn)種情