[发明专利]一种基于改进电流相差的微电网故障保护方法

说明书

本发明公开了一种基于改进电流相差的微电网故障保护方法，该方法利用微电网故障时IIDG输出端电压会大幅降落和母线两端电流相位差作为保护判据，克服了微电网双向潮流以及独立运行微电网故障电流较小，使得传统三段式电流保护因潮流方向的不定性和电流模值变化不明显而可能引起保护拒动的问题，同时该方法在微电网两种运行状态下都可以准确识别并切除故障线路，避免了微电网在两种运行状态需要使用两套保护装置的问题，降低了保护成本，提高了微电网保护的可靠性和灵敏度。该保护方法不依赖于电流模值作为起动判据，克服了含IIDG微电网故障电流较小，从而使得保护失灵的问题。

技术领域

本发明涉及微电网故障判定及故障保护技术领域，更具体的说是涉及一种基于改进电流相差的微电网故障保护方法。

背景技术

目前，以光伏、风力发电等可再生能源为主的分布式电源，通过与储能装置、电力电子变流器、负荷、监控保护装置等有机组成的微电网，因其可最有效的利用可再生能源，符合节能环保的需求而被越来越多的应用。

由于微电网既可以与配电网并网运行，也可以断开与配电网的电气连接实现孤岛运行(即独立运行)，在两种运行模式下，各自的故障特性和控制策略不同，常常需要使用两套保护装置，维护成本较高。同时，现有的低压配电网故障保护方式一般采用三段式电流保护方案，但由于微电网双向潮流以及独立运行故障电流较小，传统三段式电流保护因潮流方向的不定性和电流模值变化不明显，时常出现保护拒动的情况，出现保护失灵的问题。

因此，如何提供一种稳定可靠、灵敏度高、成本更低的微电网故障保护方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于改进电流相差的微电网故障保护方法，该方法适用于含IIDG的微电网，用微电网故障时IIDG输出端电压会大幅降落和母线两端电流相位差作为保护判据，解决了现有的三段式电流保护方案维护成本较高、易出现保护失灵的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于改进电流相差的微电网故障保护方法，该方法包括：

检测故障线路两侧电流，并判断两侧是否均有电流；

当检测到故障线路两侧均有电流时，检测为各线路段供电的各个逆变型分布式电源的输出电压是否降低且电压降低值是否超过预设的电压跌落阈值；

当检测到至少一个逆变型分布式电源的输出电压降低且电压降低值超过预设的电压跌落阈值时，根据检测出的逆变型分布式电源的位置确定对应的疑似故障线路段；

检测疑似故障线路段两端母线的电流相位差，并判断所述电流相位差是否在预设的动作电流相差阈值范围内；

当所述电流相位差在所述动作电流相差阈值范围内时，判定所述疑似故障线路段为故障线路段，并将所述故障线路段切除；

当检测到故障线路仅单侧有电流时，通过三段式过电流保护切除故障线路段。

考虑到现有的微电网中，分布式电源主要以逆变型分布式电源(IIDG，Inverter-Interfaced Distributed Generator)为主，其故障电流限流在2倍的额定电流以内。本发明以逆变型分布式电源的输出电压和线路段两端母线的电流相位差为依据，对两侧均有电流的线路进行故障保护，对于单侧有电流的线路采用传统的三段式过电流保护方案进行故障保护，从而保证了保护方法的准确可靠。

进一步地，在检测疑似故障线路段两端母线的电流相位差之后，还可以包括：

判断所述电流相位差是否在预设的保持电流相差阈值范围内，当所述电流相位差在所述保持电流相差阈值范围内时，判定所述疑似故障线路段为非故障线路段。