[发明专利]一种变压器中性点故障电压的分析方法

说明书

本发明公开了一种变压器中性点故障电压的分析方法，首先对含分布式光伏电源接入配电网发生单相接地故障的边界条件进行序网分析；再根据保护动作情况得到新的故障边界条件，并在此基础上得到保护动作后主变中性点电压偏移的解析方程及其影响因素；然后根据分布式光伏电源在短时内脱网的输出特性，得到主变中性点电压与本地负荷以及光伏电源输出功率的关系；再将采集到的分布式光伏电源典型日输出功率曲线和本地负载功率需求曲线进行比较，并在此基础上求得不同时刻故障后主变中性点电压的偏移程度。该方法适用于含分布式光伏配网新场景下的主变间隙保护配置分析，且不受其他运行条件和线路特征数据的限制，方法操作简单、实用性强。

技术领域

本发明涉及电力系统分析技术领域，尤其涉及一种变压器中性点故障电压的分析方法。

背景技术

目前，分布式光伏的迅速发展，有利于缓解我国能源与负荷需求的矛盾，但是光伏等分布式电源的接入改变了配电网的结构，使得配网网架结构由单电源辐射状网络变为双电源、甚至多电源的复杂拓扑结构，对电网系统故障特性及其继电保护带来的影响日益突出。受地域限制，我国不少地区大力发展分布式光伏，经10kV汇集后接入110kV变电站。传统无源配电网发生不对称接地故障后，上级线路保护正确动作，主变中性点偏移电压消失，不会带来绝缘威胁，因此大部分现有变电站已经取消主变的间隙保护。但当变压器低压侧存在分布式光伏接入时，其持续提供的故障电流可能会进一步抬高主变中性点偏移电压，对中性点的绝缘造成威胁，原有变压器中性点零序过电压保护及放电间隙的相关配置将受到影响。

现有技术中关于分布式电源对继电保护影响的研究主要针对配电网线路保护的影响，分布式光伏电源接入对变压器中性点电压抬高及间隙保护配置等困扰现场运行问题有待深入研究，现有技术中未能给出含分布式光伏接入配网变电站主变中性点电压的位移程度以及其与本地负载和分布式光伏容量的定量关系。由于越来越多的地区存在包括光伏在内的分布式电源接入110kV变电站，为此有必要深入研究考虑了分布式光伏电源接入的变压器中性点故障电压分析方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种变压器中性点故障电压的分析方法，该方法适用于含分布式光伏配网新场景下的主变间隙保护配置分析，且不受其他运行条件和线路特征数据的限制，方法操作简单、实用性强。

一种变压器中性点故障电压的分析方法，所述方法包括：

步骤1、对含分布式光伏电源接入配电网发生单相接地故障的边界条件进行序网分析，得到含分布式光伏电源接地的故障电流及两侧线路的保护动作情况；

步骤2、根据保护动作情况得到新的故障边界条件，并在此基础上得到保护动作后主变中性点电压偏移的解析方程及其影响因素；

步骤3、根据分布式光伏电源在短时内脱网的输出特性，得到主变中性点电压与本地负荷以及光伏电源输出功率的关系；

步骤4、将采集到的分布式光伏电源典型日输出功率曲线和本地负载功率需求曲线进行比较，求取不同时刻的匹配程度，并在此基础上求得不同时刻故障后主变中性点电压的偏移程度。

在所述步骤1中，对含分布式光伏电源接入配电网发生单相接地故障的边界条件进行序网分析的过程为：

首先针对联络线近变电站侧发生单相接地故障的边界条件确定含分布式光伏电源接入的复合序网；

根据所确定的复合序网利用叠加定理分别求取联络线两侧线路保护的检测电流，判断保护动作情况，具体包括：

当仅考虑系统侧电源作用时，故障点正序故障电流i′_f为系统等效电源E_s及联络线等效阻抗Z_AB的函数，联络线近系统侧保护得以检测到明显的故障电流；

当仅考虑分布式光伏电源作用时，故障点正序故障电流i′_f′为光伏故障条件下输出电流及本地负荷、线路等效阻抗的函数。