[发明专利]一种直流配电网系统的保护方法

说明书

本发明公开提供了一种直流配电网系统的保护方法，直流配电网系统中各个开关均配置直流保护装置，所有保护装置接入通信交互平台，保护装置检测到故障电流后启动电流方向判断，并将判断出的电流大小、方向等故障信息上送至通信交互平台。保护装置通过通信交互平台获取其他保护装置发出的故障信息，结合本开关以及相邻开关保护装置的故障信息对故障区域进行对比判断，实现故障的区域定位及标记。根据保护装置所在开关与其相邻开关流经的故障电流方向，判断故障是否为区内故障。本发明通过对比保护装置之间故障信息，实现对故障区域快速、准确的判断；故障区域的精准定位，为故障的正确切除和隔离提供可靠的依据。

技术领域

本发明属于电力系统继电保护领域，尤其涉及一种直流配电网的继电保护方法。

背景技术

随着新能源、新技术的快速发展应用，越来越多的分布式新能源需要接入交流配电网，风电、光伏、燃料电池、超级电容等各种新能源基本上都是直流电，必须通过电力电子换流器才能并入交流系统之中，这种方式势必会造成能量的损耗，并对换流设备提出较高的要求。于此同时，用户对用电需求、电能质量及供电可靠性的要求越来越高，交流配电网面临越来越大的挑战。相较于交流配电网，直流配电网可以直接接入分布式新能源，并在输送容量、可控性及提高供电质量等方面具有更好的性能，可以有效提高电能质量、减少电力电子换流器的使用、降低电能损耗和运行成本。

虽然直流配电网可以解决交流配电网面临的诸多问题，然而其本身的特点造成故障区域难以定位。首先，直流配电网往往需要电力电子换流器将交流电变换为直流电，然而直流系统故障发生后，电力电子换流器因其较差的故障穿越能力，在极短时间内便会自闭锁，造成故障的难以定位；其次，直流配电系统内会接入多种分布式新能源以及负荷，新能源以及负荷电容在故障发生时均会向故障点提供故障电流，易导致保护装置的误判断；最后，相较于交流系统，直流电流没有自然的过零点，越早切除故障，故障电流便越小，则越有利于直流断路器快速灭弧以及一次设备的保护。因此，直流配电网对于直流保护在速动性和可靠性上提出了更高的要求。

现有直流配电网中的直流保护只是采集所在开关间隔的电流，当故障电流达到阈值，经保护动作延时后，直流保护动作将故障切除。首先，故障发生后，故障电流往往会快速触发电力电子换流设备的自闭锁，在尚未达到保护动作延时前，故障电流可能便已消失，直流保护装置无法实现故障判断；其次，当直流配电网内出现短路点，系统内的换流设备、分布电源甚至是负荷电容均会向该短路点供给故障电流，各个开关上的保护装置甚至均会检测到故障电流，无选择性的过流保护动作易造成停电范围的扩大化；最后，过流保护只能实现故障的切除，由于不能判断出故障区间因此无法实现故障的完全隔离，使得直流配电网难以实现故障后的快速自愈。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种直流配电网系统的保护方法，当直流配电网系统发生故障后，保护装置可以对故障区域进行快速定位及标记，进而完成故障的正确切除和隔离。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种直流配电网系统的保护方法，包括如下步骤：

(1)直流配电网系统内的每个直流开关均配置一台保护装置；

(2)所有保护装置接入通信交互平台；

(3)保护装置检测直流配网系统故障时流经开关的电流大小以及方向；

(4)保护装置将故障信息上送到通信交互平台；

(5)检测到故障电流的保护装置从通信交互平台获取其他保护装置发送的故障信息，并结合本开关以及相邻开关保护装置的故障信息对故障区域进行对比判断，完成故障的定位、切除以及隔离。