[发明专利]一种基于电流正序分量相位变化的主动配电网保护方法

说明书

本发明公开了一种基于电流正序分量相位变化的主动配电网保护方案，属于配电网继电保护技术领域。所述保护方案包括：采集发生故障前后，线路两端电流信息；获取电流正序分量及其相位信息；利用故障前后单端相位变化率作为保护的启动判据，利用故障前后两端电流相位变化的差值作为保护的主判据，若差值处于0至π/2之间，则为区域外故障；若差值处于π/2至π之间，则为区域内故障；当确定为区域内故障时，由信息处理中心向发生故障的两端保护发送动作信号，同时向上、下游保护安装处发送闭锁信号。本发明在正序网络中进行分析，以两端电流相位变化的差值作为保护判据，识别区内外故障，降低保护误动和拒动的可能性，且适用于任何故障类型。

技术领域

本发明涉及配电网继电保护技术领域，具体地，特别涉及一种基于电流正序分量相位变化的主动配电网保护方法。

背景技术

近年来，随着能源危机的不断加剧以及国家对清洁型能源的大力推广，以光伏发电、双馈风力发电为代表的逆变型分布式电源得到了广泛的应用。分布式电源(distributed generation，简称DG)是一种新兴的电力能源，具有经济环保等众多优点，能够满足人们对电力安全稳定和经济环保的要求。但是，当大量分布式电源接入配电网，会导致传统配电网结构由传统的单电源供电变成多端电源供电的网络，潮流频繁发生转移，其运行方式的复杂性会直接影响到在含有DG配电网保护装置的选择性和灵敏性，面临保护拒动、误动等问题的发生。

因此，为满足分布电源并网对保护原理的要求，国内外学者提出了许多的改进型保护方案和新的保护原理，主要分为以下几类：(1)加装保护元件的方法，其核心思想是在DG上游线路装设方向电流保护，DG下游线路整定保护定值。(2)距离保护的方法，首先将含的配电网进行分区，提出了考虑特性的配电网自适应距离保护方案。根据系统运行方式和输出功率实时计算整定值。(3)自适应的保护方法，根据系统运行方式和网络结构，对保护背侧网络进行等值变换，形成支路贡献因子矩阵，以消除对各支路电流的影响，从而有效增大主保护和后备保护的保护范围。(4)基于通信的方法，利用分散安装在配电网中的智能设备采集各点的状态信息，通过通信网络完成信息的汇集和交换，基于多点的信息完成保护判断，例如多Agent或IED保护。

在以上方法中均需要采集电压量信息，然而在目前的城市配电网中装设电压互感器会导致成本高、工程繁琐，制约了以上方法在配电网保护中的推广应用。

发明内容

鉴于以上问题，本发明的目的是提供一种基于电流正序分量相位变化的主动配电网保护方法，利用两端电流相位变化的差值构成保护判据，适用于含逆变型分布式电源的主动配电网络，只需提取电流信息，而无需在配电网中装设电压互感器，便可以解决分布式电源接入配电网导致运行方式复杂而引起线路保护拒动和误动的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明所述基于电流正序分量相位变化的主动配电网保护方法，在配电网中设置有信息处理中心，包括以下步骤：

(1)采集发生故障前后，线路两端保护安装处的电流信息；

(2)获取电流信息的电流正序分量以及电流正序分量的相位；

(3)利用发生故障前后，两端电流相位变化的差值作为保护判据，若两端电流相位变化的差值处于0至π/2之间，则为区域外故障；若两端电流相位变化的差值处于π/2至π之间，则为区域内故障；

(4)当确定为区域内故障时，由信息处理中心向两端保护发送动作信号，确保发生故障的线路两端保护都动作，同时向发生故障的两端的上、下游保护安装处发送闭锁信号。

优选的，在步骤(2)和步骤(3)之间还包括：

利用发生故障前后，单端电流相位变化率作为保护的启动判据，分析保护安装处发生故障前后电流相位差值的变化，若两端的电流相位变化率均大于各自的启动判断阈值，则进行步骤(3)。