[发明专利]一种含分布式电源的配电网保护算法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含分布式电源的配电网保护算法，属配电网继电保护领域。

背景技术

随着化石能源的枯竭及环境问题的日益突出，可再生能源被越来越重视；同时随着国民经济的不断发展，用电需求迅速增长，电网规模越来越大，集中供电系统在遇到重大事故时，可能造成电网设施的重大破坏。既能充分利用风能、太阳能等可再生能源，又能在电网系统发生重大故障时保证重要用户不受影响的分布式发电技术逐步发展起来。

分布式发电一般指为满足终端用户的特殊需求、接在用户侧附近的小型发电系统，容量通常为几十千瓦至几十兆瓦。一般采用清洁或可再生能源发电，如天然气、太阳能、生物质能、风能(小规模风电)等。分布式电源具有资源和环境友好，供电灵活、可靠等优点，但大量分布式电源并网运行会对电网调度运行控制带来影响，而在配电网发生故障时，也会对与其相连的分布式电源带来影响。

分布式电源通常接入配电网，由于传统配电网的设计并未考虑分布式电源的接入，其并网运行必然会对配电网正常运行带来一些影响。分布式电源接入对配电网原有继电保护装置的影响是其中一个很重要的问题。我国的中低压配电网主要是不接地、或经消弧线圈接地系统，为单电源辐射型供电网络。在并入分布式电源后，网络的结构发生了根本变化，变为双电源甚至多电源网络。潮流不再单向地从变电站母线流向负荷，配电网的根本性变化使得原有保护系统，包括保护算法、定值、保护之间的配合、以及保护与重合闸之间的配合关系都可能受到影响。分布式电源的加入使得配电线路故障电流的大小和方向产生变化，其并网位置及其容量不同对故障电流的影响也有差别，可能引起配电网保护的拒动或误动。

现有分布式电源接入配电网对原有保护的影响归纳如下：

1)当分布式电源在保护上游，保护下游发生故障时，由于分布式电源的助增作用，流过保护的故障电流增大，增大的幅度受分布式电源容量及故障位置影响。对于电流保护而言，保护安装处故障电流变大，可能使得本线路的电流速断保护越级动作，失去选择性。

2)当分布式电源在保护上游，分布式电源上游或分布式电源与保护装置之间发生故障时，由于由分布式电源引起的故障电流不流经保护装置，分布式电源的并入对本线路保护没有影响。同样地，当分布式电源在保护下游，分布式电源与保护装置之间发生故障时，分布式电源的并入对本线路保护没有影响。

3)当分布式电源在保护下游，保护上游线路发生故障时，分布式电源产生的故障电流会逆向流过保护装置，可能引起本线路保护误动，失去选择性。

4)当分布式电源在保护下游，分布式电源下游线路发生故障时，由于分布式电源的分流效应，流过保护的故障电流减小，根据分布式电源接入位置的不同，可能引起本线路电流主保护或后备保护拒动。

由上述分析可以知道，在分布式电源接入配电网时，原有的保护在方向性、选择性以及灵敏度校验上可能不再满足要求，分布式电源并网的位置和容量大小不同对配电网保护装置的影响也不同。此外，由于分布式电源并入电网存在不确定性，保护整定值需要根据情况进行调整，因此原有配电网继电保护的配置方法也需要改进。

本发明考虑到分布式电源并网使得配电网传统的故障检测方法和继电保护模式难以满足电网安全运行需要，提出一种针对含分布式电源的配电网的保护新算法。该新算法考虑分布式电源接入配电网的位置、容量，引入线路增流和分流补偿系数，对分布式电源产生的故障电流进行补偿，并通过计算系统的综合阻抗，根据配电网当前的实际运行方式和故障状态，自适应地改变保护定值，使保护装置满足选择性、速动性、可靠性和灵敏性的要求。

发明内容

本发明的目的是，为了解决分布式电源并网使得配电网传统的故障检测方法和继电保护模式难以满足电网安全运行需要的问题，本发明提出一种含分布式电源的配电网保护算法。

实现本发明的技术方案是，一种含分布式电源的配电网保护算法，所述算法考虑分布式电源接入配电网的位置、容量，引入线路增流补偿系数和分流补偿系数，对分布式电源产生的故障电流进行补偿，并通过计算系统的综合阻抗，根据配电网当前的实际运行方式和故障状态，自适应地改变整定定值，使保护装置满足选择性、速动性、可靠性和灵敏性的要求；所述算法通过保护装置实现。

本发明中的整定定值按照下式计算：