[发明专利]基于有效过零点的配电网差动保护数据同步方法及系统

说明书

本发明属于配电网继电保护技术领域，提供了一种基于有效过零点的配电网差动保护数据同步方法及系统。其中，该方法包括获取流过被保护馈线两侧保护装置的三相电流；以所述三相电流满足各个保护装置的启动判据的时刻作为相应启动时刻；以两侧保护装置的启动时刻为起始时刻，分别计算相应侧电流相量值及向历史时间方向寻找相应侧电流过零点；根据两侧保护装置的交互信息来判断过零点的有效性；计算两侧保护装置的启零时差；其中，启零时差为相应侧保护装置的启动时刻与第一个有效过零点的时间差；通过两侧电流相量值和启零时差来构造含相位同步校正的电流差动保护判据，若判据满足则视为发生区内故障。

技术领域

本发明属于配电网继电保护技术领域，尤其涉及一种基于有效过零点的配电网差动保护数据同步方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

传统配电网中常用的三段式电流保护无法适用于分布式电源渗透率较高的有源配电网，急需提出适用于分布式电源接入的配电网保护方案。为满足有源配电网的保护需求，近年来，学者们提出了许多新的保护方案。一种常见的思路是将已在输电线路中广泛使用的纵联差动保护应用于有源配电网中。

现有技术提出了一种基于正序电流故障分量的有源配电网电流差动保护。由于配电网采用三相重合闸无需故障选相，采用正序分量构造保护判据能够降低通信量。现有技术还基于逆变型分布式电源的故障电流中仅含有正序分量的特征，提出了一种基于综合序分量的纵联差动保护。该方案首先利用正负序电流幅值比判断故障是否为对称性故障；然后对于对称性故障和非对称性故障，分别利用正序电流和负序电流构造差动保护判据。现有技术考虑到T型接入配电网馈线内部的逆变型分布式电源，提出了一种虚拟多端电流差动保护。该方法首先根据线路两端的有功功率和线路阻抗推导出每个逆变型分布式电源的有功功率参考值和并网点正序电压，然后根据控制策略估算出各逆变型电源输出电流的大小并结合线路两端的测量电流构造虚拟多端电流差动保护。该方案能够适用于含T接分布式电源的配电网，且相比多端电流差动保护成本较低。

上述电流差动类保护虽然在含高渗透率分布式电源的配电网中具有较高的可靠性与灵敏性，但在应用上述这些方法时必须要保证线路两侧的数据同步。在输电线路中，通常采用乒乓算法或GPS对时保证两侧数据同步。乒乓算法需要专用数据通道，而现有配电网为降低成本多采用复用光纤的通信方式；GPS对时需要在各个保护安装处加装GPS信号接收器，然而配电网具有多节点多分支的特点，若要在每个节点均安装GPS接收器将大大增加配电网的投资成本。因此，电流差动类保护受限于成本因素难以在配电网中推广应用。

现有技术提出了一种基于故障信号自同步的配电网电流差动保护数据同步方案。该方案认为配电网馈线较短，故障后线路两侧的保护装置将同时检测到故障信号，因此各装置分别以其测量电流达到启动门槛的时间作为参考时间，实现两侧数据的同步计算。该方案不依赖于专用数据通道及额外的同步设备，具有较高的经济性。然而，当故障位置距负荷侧较远或故障点含有较大的过渡电阻时，负荷侧保护装置中的测量电流需经过较长的延时才能达到启动门槛。此时该方案中两侧装置的同步参考时间相差较大，严重影响电流差动保护的可靠性。

发明人发现，现有的配电网差动保护的数据同步方案中均需安装额外设备，或受故障检测算法的影响较大，不存在无需安装额外同步设备且可靠性较高的数据同步方案。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种基于有效过零点的配电网差动保护数据同步方法及系统，其仅利用电流信息，不依赖于GPS信号以及专用数据通道，可适用于投资成本相对较低的配电网，且不受故障检测算法的影响，在故障点过渡电阻较大时仍然能可靠的保证两侧数据同步。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面提供一种基于有效过零点的配电网差动保护数据同步方法，其包括：

获取流过被保护馈线两侧保护装置的三相电流；