[发明专利]含分布式电源花瓣式城市电网区域后备保护方法

说明书

本发明提供一种含分布式电源花瓣式城市电网区域后备保护方法，包括：花瓣式城市电网主干线上每段线路两端均安装有保护装置和断路器，每一条花瓣环网主干线上均装有偶数个保护装置；将花瓣式城市电网的每个花瓣设为一个区域，在每个变电站处设置一个信息处理中心；当含有多个分布式电源的花瓣式城市电网的主干线上发生三相接地故障时，根据分布式电源并网点两侧保护上流过电流幅值的比较结果逐步确定故障区段或故障线路；花瓣式城市电网中二次设备电流互感器断线将导致该处电流无法获取，可能导致保护装置误动或拒动进而引起重大损失，针对这种情况，不同位置的电流互感器断线应采取不同的应对措施。

技术领域

本发明属于电力系统配电网的保护与控制领域，基于对花瓣式城市电网故障特性的分析 结果，提出了一种基于多源信息的含分布式电源花瓣式城市电网区域后备保护方法。

背景技术

随着负荷密度的迅速增长，传统的辐射型电网故障影响范围较大，难以满足城市电网高 供电可靠性的发展需求，城市电网逐渐采用“闭环设计、开环运行”的单环网、双环网等接线 方式。另外，花瓣式接线及运行方式因其高可靠性被人们广泛关注，越来越多的高负荷密度 和高供电可靠性的区域开始采用这种新型接线及运行方式。另一方面，随着分布式电源的高 比例接入，城市电网拓扑结构的复杂性增加，系统运行方式多变，潮流方向不确定，使得城 市电网呈现出新的故障特性，从而导致传统基于本地量的继电保护灵敏度降低甚至失去选择 性，难以正确动作切除故障。因此，亟待对分布式电源接入下的花瓣式城市电网的后备保护 方法进行研究，保证电网的安全稳定运行。

花瓣式城市电网通常采用中性点经小电阻接地方式，其线路的主保护通常采用纵联电流 差动保护。为实现花瓣式城市电网的后备保护，本发明在对含有多个分布式电源的花瓣式电 网进行三相短路故障分析的基础上，考虑了电流互感器发生断线和弱馈现象带来的影响，提 出一种基于多线路电流幅值、分布式电源输出电流、并网点电压等多源信息的区域后备保护 方法。本发明通过采集花瓣式电网中的电流幅值信息和部分电压信息，能够实现对故障线路 的准确识别，无需加装设备，所需通信量少，对数据同步性要求低，易于在工程中实施。

发明内容

本发明的目的在于充分利用花瓣式电网特有的网架结构所具备的特殊电流关联关系，提 供一种考虑了分布式电源接入、弱馈现象和电流互感器断线情况的花瓣式城市电网区域后备 保护方法，在纵联电流差动保护作为主保护的基础上，为单一花瓣配置动作延时短、故障线 路定位准的后备保护。本发明的技术方案如下：

一种含分布式电源花瓣式城市电网区域后备保护方法，包括以下几个方面：

(1)花瓣式城市电网主干线上每段线路两端均安装有保护装置和断路器，每一条花瓣 环网主干线上均装有偶数个保护装置；按照顺时针方向，依次对各保护装置按照从小到大的 顺序进行编号，从1开始；对于两条相邻线路，将编号较小的保护装置所在线路定义为上游 线路，编号较大的保护装置所在线路定义为下游线路，故线路上游侧出口处保护为奇数保护， 线路下游侧出口处保护为偶数保护；将花瓣式城市电网的每个花瓣设为一个区域，在每个 变电站处设置一个信息处理中心，预先按照编号写入单一花瓣主干线上所有线路的线路 长度和单位长度线路阻抗信息；

(2)当含有一个分布式电源的花瓣式城市电网的主干线上发生三相接地故障时，根据 主干线的复合序网推导出故障点上游线路、故障点与分布式电源并网点之间的线路和分布式 电源并网点下游线路上的电流值；当含有多个分布式电源的花瓣式城市电网的主干线上发生 三相接地故障时，每个分布式电源并网点两侧保护中靠近故障点侧保护上流过的电流幅值总 大于另一侧保护上流过的电流幅值，根据分布式电源并网点两侧保护上流过电流幅值的比较 结果逐步确定故障区段或故障线路；

(3)对于接地故障，各保护装置按照躲开正常运行时可能出现的最大不平衡电流进行 整定，将整定值作为各保护装置接地故障的启动值I_qd1，整定公式为其中K_rel为大于1的可靠系数，K_re为小于1的返回系数，I_unb为正常运行时的最大不平衡电流；