[发明专利]一种含分布式光伏电源的配电网电压量保护方法

说明书

本发明公开了一种含分布式光伏电源的配电网电压量保护方法，属于配电网继电保护技术领域，通过在开关安装处采集三相电压以及每条出线的三相电流，并基于此计算出正序电压和各出线电流的正序故障分量，判断出故障类型，并利用“距离故障点越近，电压跌落越严重”的原理生成以正序电压量为主判据，以正序电流故障分量相位比较为辅助判据的新型电压量的保护方案。本发明可靠性高，保护逻辑简单，灵敏度高，在正常运行状态下，该保护不会因光伏接入容量、接入位置及光伏电源的波动性而误动；在故障情况下，该保护不会因反向故障电流或电流幅值减小而拒动，有效提高配电网供电的可靠性。

技术领域

本发明涉及配电网继电保护技术领域，具体是一种含分布式光伏电源的配电网电压量保护方法。

背景技术

为保证我国单电源辐射状配电网的正常运行，常用的保护方案是三段式电流保护。但光伏并网改变了传统配电网拓扑结构和电流流向，电流由单一流向变为多点流向，大小和方向也变得更为复杂，对电网的安全运行和继电保护提出了更高的要求。因此，亟需寻找一种新的保护方案来应对光伏并网导致的电流保护不正确动作等问题。

目前国内外应对光伏并网的保护方案主要有4种，即：(1)故障期间退出光伏电源，保持原有配网网络结构和故障电流分布，但容易造成系统失稳。(2)限制光伏接入容量、位置及故障电流，该方案不需改动原保护定值，但对保护可靠性和灵敏性有一定影响。此外限制光伏接入容量违背配网接入光伏的初衷，不利于光伏电源发展。(3)引入智能终端采集信息，并将信息利用通信网络汇聚，对多点信息综合分析判断，实现故障准确定位。该方案依赖通信网络实现保护的准确判断，成本高。(4)将输电网中的保护应用于配电网。有学者提出利用距离保护来解决光伏电源随机性问题，但该保护受过渡电阻影响较大。

上述方案均以电流量为判据设计，但当大规模光伏电源接入配电网，流过保护安装处的电流大小和方向不确定，导致保护误动或拒动。而正常情况下，电网任一处电压均在额定电压附近，光伏电源对配网电压影响很小；当电网故障时，距离故障点位置越近，电压跌落越严重。

公布号为CN 101764392 A的专利文献公开了一种基于多侧电流量电压量的变压器继电保护方法，其步骤为：1)继电保护装置获取变压器各侧三相电压、电流的采样值，然后计算出每相绕组的各侧电流量和电压量；2)继电保护装置根据电流量、电压量计算出各相绕组的分支阻抗；3)在阻抗平面上整定一个+R轴区域为动作区，分支阻抗落入区内超过一个整定时间，判断为变压器内部故障。但是，该发明不能解决解决大规模光伏电源接入配电网后短路故障的准确识别，以及配电保护的问题。

公布号为CN 111190121 A的专利文献公开了一种基于序分量的含分布式电源配电网故障分类方法及系统，包括：获取含分布式电源配电网中历史故障点的三相电流，将三相电流分解为正序分量、负序分量和零序分量；利用Fortescue序分量方法，根据三相电流的正序分量、负序分量和零序分量的振幅和相位关系构建故障识别指标；分别获取含分布式电源配电网在孤岛模式和并网模式下的短路故障数据，根据故障识别指标分别对所述短路故障数据进行分类。解决由于分布式电源的并网模式和孤岛模式的变化而无法判断配电网是否发生故障以及发生故障类型的错误诊断的问题。但是，该发明同样不能解决上述技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术的不足，提供的一种能够可靠识别分布式光伏电源接入情况下的配电网短路故障，并有效提高配电网供电可靠性的配电网电压量保护方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种含分布式光伏电源的配电网电压量保护方法，包括以下步骤：

步骤一：在开关安装处采集三相电压以及每条出线的三相电流；

步骤二：通过对称分量法提取三相电压和三相电流的各序分量，并依据各序电压量判断配电网是否发生故障，以及故障类型；