[发明专利]能量供应网中的故障识别

说明书

以下描述的发明是在西门子公司和布鲁塞尔自由大学ULB(Université Libre de Bruxelles)应用科学学院生物、机电系统(Faculty of Applied Sciences Bio-,Electro-And Mechanical Systems)之间的合作范围内在Dr.Maun教授指导下开发的。

技术领域

本发明涉及一种用于识别在电能供应网中的故障的方法，其中对于能量供应网中的多个测量位置确定状态值，所述状态值说明了在各自的测量位置处呈现的能量供应网的电状态，所述状态值被传输到包括了评估装置的中央控制装置，并且所述状态值由评估装置考虑以用于识别在能量供应网中呈现的故障。本发明还涉及一种用于识别在电能供应网中的故障的中央控制装置，具有用于采集对于能量供应网中的多个测量位置而确定的状态值的评估装置，所述状态值说明了在各自的测量位置上呈现的能量供应网的电状态，并且所述中央控制装置被构造为用于根据状态值来识别在能量供应网中呈现的故障。

背景技术

电能供应网通常逐段地利用所谓的保护设备监视故障，例如短路或接地。在出现这样的不允许的运行状态时保护设备通过断开相应的断路器将故障所涉及的能量供应网部分与其余电网分开并且由此避免对于人和电能供应网的其余部件的危险。为了监视电能供应网的各个片段，保护设备执行所谓的保护算法。在此使用测量值来作出关于是呈现不允许的还是允许的运行状态的判断，所述测量值例如可以是表征了在电能供应网的测量位置处的电流和电压的测量值。

例如US6,518,768B1描述了一种由多个差动保护设备组成的系统，所述差动保护设备用于关于故障的出现来监视具有多个端部的导线段。

同时此外还存在目标，将对于能量供应网的保护评估中央地综合。例如从US6,985,784B2中公知，将在能量供应网中的多个测量位置处记录的测量值传输到中央的控制系统。描述的中央的控制系统是计算机装置，借助所述计算机装置，通常在各个分散的保护设备中进行的保护算法在使用传输的测量值的条件下被中央地进行。在识别故障的情况下将相应的触发信号传输到开关，所述开关将涉及的电网片段与其余的能量供应网分离。

因为利用中央的控制系统几乎在一个计算机装置上运行多个保护设备，所以在规划、投入运行和参数化中央的控制系统时产生相对高的费用。

在目前具有大量分散的电能馈送、例如通过光伏或风力发电设备馈送的能量供应网中，还产生问题，即，由于通过变流器控制的馈送仅相对小的短路电流可用，即，即使在能量供应网中呈现故障的情况下，短路电流也相对弱地增加，从而利用已知的保护算法难以检测。该问题特别地在所谓的“微型电网”，也就是小的、本身封闭的能量供应网中，和孤岛电网中产生，但是在具有增加份额的来自于再生能源的电能馈送的更大的、更复杂的能量供应网中也能观察到。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，这样继续开发开头提到的类型的方法和中央控制装置，使得可以以高的可靠性和选择性识别出现的故障，特别是在具有小的短路电流的能量供应网中出现的故障。

为了解决上述关于方法的技术问题，建议一种开头提到的类型的方法，其中借助评估装置执行状态估计，所述状态估计使用对电能供应网的模型描述，所述模型描述适合于根据状态变量描述能量供应网的可能的电状态，在状态估计期间检查，通过模型描述是否可以描述能量供应网的电状态，所述电状态关于对于各自的测量位置所使用的状态变量至少近似地与各自的状态值一致，并且在缺少这样的状态的情况下由评估装置产生故障识别信号，所述故障识别信号说明了在能量供应网中存在故障。

按照本发明的方法在此以新的方式利用在相应的专业术语中也称为“State-Estimator”的状态估计器的工作方式。