[发明专利]一种微电网网络化保护方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种微电网网络化保护方法及装置。属于微电网的保护领域。

背景技术

微电网是智能电网很重要的组成部分，它是由分布式电源DG、负荷和输配电系统构成的，可以独立运行或者与大电网并网运行的，具有对内部电源和负荷协调优化控制功能的微型电力系统。

微电网由于具有多个子微电网、分布式电源DG及负荷，而不同类型的分布式电源DG提供的短路电流的能力与其控制策略有关，分布式电源DG对短路电流的不同贡献使得保护整定计算更为复杂，潮流为双向流通，运行在联网模式和孤岛模式下短路电流大小不同。微型电网的双端或多端网络的独有特点决定了其保护技术与传统配电网保护有着极大不同，保证微电网的保护系统的选择性、快速性、灵敏性与可靠性，是微型电网保护的关键，也是微型电网保护的难点。

目前分布式电源DG接入后的微电网系统一般传统的采集线路某一点信息，并通过与预先设定好的保护定值的比较来确定故障是否发生。在分布式电源DG渗透率较大的情况下，这种仅反映线路某一点信息的保护方式已经无法在保护控制方面满足分布式电源DG接入对电网保护系统的要求了。通常采用三段式电流保护和纵联保护。

采用三段式电流保护，存在以下不足：

1）容易导致非故障元件保护或线路保护误动，从而使保护失去选择性，扩大事故影响范围。

2）导致元件保护或线路保护灵敏度降低，严重时保护拒动。

纵联保护的不足之处：主变、母线、线路两侧都需要配置彼此独立的差动保护装置，保护装置缺乏协调互动机制，且增加设备投资。

发明内容

本发明的目的之一，是为了克服现有技术中保护设备投资高、保护能力差且易扩大事故影响范围等不足之处，提供一种微电网网络化保护方法，该方法的投资少，能够提高保护系统的可靠性，使保护性能更稳定。本发明的目的之二是为了提供一种微电网网络化保护装置，该保护装置的结构简单，能够提高电源DG的利用率和可靠性。

本发明的目的之一通过以下技术方案实现：

一种微电网网络化保护方法，其特征在于：通过在电网中设立通信系统，实现多点数据信息的采集以及交互，形成网络化监控系统，以对微电网的运行状态进行实时监测以及控制，具体包括如下步骤：

1）通过分散安装在主变器、母线、电网线路两侧的智能电子单元IED采集线路的电压和电流信息；

2）根据设定的故障检测法，判断主电网是否发生故障，当判断主电网系统正常运行时，继续监视主电网和微电网的运行状态，当判断出主电网发生故障时，此时智能电子单元IED首先根据故障方向信息判断出故障发生的线路，然后将故障判断信息发送到保护控制主机；

3）保护控制主机接到智能电子单元IED发送的故障检测信息之后，根据故障检测信息选择保护控制策略，保护控制主机首先判断故障下游分布式电源DG能否孤岛运行，若可以孤岛运行，则向故障线路两端的断路器发出跳闸信号，将故障线路切除，让分布式电源DG继续给下游负荷供电；若下游分布式电源DG不能孤岛运行，则保护控制主机先向分布式电源DG的反孤岛保护装置发送跳闸信号，让分布式电源DG退出运行、以保护微电网系统，然后向故障线路两端的断路器发出跳闸信号，将故障线路切除，实现微电网网络化保护。

本发明的进一步方案：在主电网和微电网的每条线路和每个断路器各对应设有智能电子单元IED。

本发明的进一步方案：智能电子单元IED承担信息采集、故障检测及执行、与保护控制主机之间交换信息、向断路器发出跳闸命令的工作，具体包括：

1）作为信息采集设备，采集二次设备提供的电网运行信息以及各断路器的动作状态信息；

2）作为故障检测及执行单元，通过与系统中其它智能电子单元IED的信息比较，通过执行故障检测算法来确定故障发生的区段；

3）承担相邻智能电子单元IED的后备保护功能，当相邻智能电子单元IED或者断路器发生故障时，通过信息交换，为相邻线路提供后备保护；

4）与保护控制主机进行通信，将故障信息传至保护控制主机，同时接收保护控制主机发出的保护动作信号；

5）向对应的断路器发送跳闸信号。

本发明的进一步方案：第2）点中，所述故障检测是网络化保护方案的核心，采用的故障检测法基于纵联比较原理，该故障检测法的基本内容有以下几点：

1）在线路的两侧均装有能判断故障方向的智能电子单元IED，每个智能电子单元IED对应一个断路器或电流互感器；