[发明专利]基于继电器新型特性曲线缓解分布式发电对方向过流继电器协作保护影响的方法

说明书

本发明公开了基于继电器新型特性曲线缓解分布式发电对方向过流继电器协作保护影响的方法，主要步骤为：1)确定电力系统，并获取电力系统的基本数据。2)建立方向过流继电器协调模型，使所有主继电器的工作时间之和达到最小。3)基于方向过流继电器协调模型，建立方向过流继电器跳闸特性曲线。4)在检测到继电器出现过电流故障时，根据方向过流继电器跳闸特性曲线确定方向过流继电器的跳闸时间。本发明不需要断开分布式能源或重新调整继电保护整定即可解决分布式能源对继电保护协同工作的负面影响，可以显著减少所有一次继电器的总运行时间。本发明可广泛应用于分布式能源并网中方向过电流继电保护的协同工作中。

技术领域

本发明涉及继电保护领域，具体是基于继电器新型特性曲线缓解分布式发电对方向过流继电器协作保护影响的方法。

背景技术

分布式发电包括风力发电、太阳能发电和生物质能发电等，有利于缓解线路阻塞、降低功率损耗以及保护环境。然而，分布式发电也会对保护系统带来不便，例如，继电器协调保护缺失，增加短路电流水平。因此，为保证电力系统的可靠安全运行，有必要仔细研究分布式发电对继电保护的影响。

过电流保护(OCR)是一种继电保护类型，当电流幅值超过预设水平，保护开关动作。过流继电器通常和方向单元一起连接，当电流幅值超过预设水平，且电流方向和参考方向相同时，继电保护动作。如果故障位于相反方向，则不会发生任何动作。方向过流继电器(DOCR)一般应用于配电系统中，DOCR最优协调对于任何保护系统都是一个非常重要的问题。这些保护设置的正确选择对DOCR的最优协调起着重要的作用。DOCR的可靠协调意味着一次继电器应快速隔离其所在区域的故障，将系统故障限制在最小范围内，备用继电器应在一次继电保护动作后运行。

尽管目前提出了不同的技术来减轻分布式能源渗透对DOCR协调性能的负面影响，但这些技术仍然面临许多限制。传统的优化算法，如线性规划(LP)和非线性规划(NLP)，都被用来解决该协调问题。然而，当电力系统变大时，寻找全局解的传统优化技术的失效概率也随之增加。故障检测时断开分布式电源以避免孤岛和防止其故障电流贡献是现有实践之一，这种做法存在着许多问题，如降低电力系统的可靠性、可能出现的稳定性问题等问题。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的问题。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，基于继电器新型特性曲线缓解分布式发电对方向过流继电器协作保护影响的方法，主要包括以下步骤：

1)确定电力系统，并获取电力系统的基本数据。

所述电力系统主要包括方向过流继电器、主继电器、备用继电器和分布式能源DGS。

所述分布式能源DGS主要包括内燃机、燃料电池和可再生能源。

所述可再生能源主要包括风力发电、地热能发电、太阳能发电和朝夕能发电。

所述电力系统的基本数据主要包括各节点电压和电流。

2)建立方向过流继电器协调模型，使所有主继电器的工作时间之和达到最小。

建立方向过流继电器协调模型的主要步骤如下：

2.1)确定继电器特性曲线的非线性数学方程，即：

式中，λ和α为随继电器特性而变化的常数。n为出现过电流故障的继电器序号。TDS_n为设置的拨号时间。IP_n为第n个继电器测量得到的电流。If_n为继电器n测量的故障电流。

2.2)确定继电器参数，主要包括主继电器启动时间Tb_i、备用继电器启动时间Tp_r、TDS和第n个继电器测量得到的电流IP_n。