[发明专利]一种含分布式电源接入的电网的自适应电流保护方法

说明书

本发明提供一种含分布式电源接入的电网的自适应电流保护方法，包括：根据正常工作电流的实际值，并考虑可靠系数后确定电流保护整定值；每隔预设时间段将各相电流的瞬时值与该相电流保护整定电信号比较，当该相工作电流的瞬时值大于对应时刻的电流保护整定值时，判断出发生短路故障；确定发生短路故障的实际时刻及发生短路故障时的瞬时电流；计算电路不同位置点发生短路故障时的理论电流值，分别与发生短路故障时的瞬时电流进行比较，当二者相等时，则确定该位置点为电路发生短路故障的位置点。该电流保护方法具有较高的灵敏度，并且响应速度更快，可以在电流保护装置发生饱和前动作，有效提高风电等分布式电源接入电网后的保护可靠性。

技术领域

本发明涉及分布式电源接入后电网的继电保护技术领域，尤其涉及一种含分布式电源接入的电网的自适应电流保护方法。

背景技术

风力发电机组等分布式电源通常直接接入35kV以下的配电网中，为了保护这些低压配电网络能及时切断短路发生的故障线路，通常采用简单可靠的电流保护作为分布式电源接入后这些低压配电网络的主保护。

而实际运行当中，风力发电机组等分布式电源输出的功率由风速等外部条件决定，其波动性很大，使得线路上的工作电流不断变化。现有技术中的电流保护整定值通常是根据工作电流所计算的短路电流值再乘以一定可靠系数设定的，传统电流保护中的整定值是一个恒定值。当分布式电源输出的功率变低使得工作电流变小时，会使得短路电流也变小可能造成短路电流没有超过固定的电流保护整定值，造成保护拒动等事故。

此外传统电流保护的动作时间通常都在20ms以上，特别是当引入时间延迟来增加选择性时，整条线路上的保护动作时间可能超过1s。在这么长的保护动作时间内分布式电源的输出功率将急剧减小并引发系统的频率和稳定性下降。并且，随着分布式电源并网容量的不断增大，使得故障初始时刻短路电流当中的直流分量比例增高。这些直流分量在故障发生后会迅速衰减造成电流保护装置中电流互感器的饱和，将进一步增加保护动作的时间。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，传统的电流保护整定值是一个恒定值，容易造成电流保护拒动等事故，以及传统电流保护动作时间长的缺陷。

一种含分布式电源接入的电网的自适应电流保护方法，所述方法包括：

实时获取各相正常工作电流瞬时值i_i，并根据电网结构的数学模型获取电网中各相正常工作电流i的理论表达式计算各相正常工作电流的实际幅值i_t为其中，i_m为正常工作电流的理论幅值，ω为角频率，t为时间，为相位；

根据各相正常工作电流的实际幅值i_t，并考虑可靠系数k后确定该相电流保护整定值i₀为在每相电路中设置信号发生器和模数转换器件，并由所述信号发生器和模数转换器件每隔预设时间段ΔT生成一次各相电流保护整定电信号；其中，ω为角频率，t为时间，为相位；每隔预设时间段ΔT将各相电流的瞬时值与该相电流保护整定电信号比较，当该相工作电流的瞬时值大于对应时刻的电流保护整定值时，判断出当前时刻t₂该相电流发生短路故障；

通过改进的平均差值算法确定发生短路故障的实际时刻t_sc，并基于发生短路故障的实际时刻确定发生短路故障时的瞬时电流；

通过优化的迭代算法计算电路不同位置点发生短路故障时的理论电流值，分别与发生短路故障时的瞬时电流进行比较，当所述位置点发生短路故障时的理论电流值与发生短路故障时的瞬时电流相等时，则确定该位置点为电路发生短路故障的位置点；

切断所述发生短路故障的电路，并对所述发生短路故障的位置点进行维修；

所述改进的平均差值算法公式为：

t₁＝t₂-△T