[发明专利]一种基于电流温度映射的独立微电网保护方法

说明书

本发明公开了一种基于电流温度映射的独立微电网保护方法，首先实时测量待保护独立微电网线路的电流和温度，通过热路模型法计算得到缆芯温度，并得出线路各点的电流—温度映射关系；将实时测得的电流—温度映射关系与正常运行时的基准映射进行比较，得到相对于基准映射的映射偏移度，并用该映射偏移度作为故障判据；通过比较所述故障判据实际运算值与整定值之间的大小来识别故障，并进行故障测距，进而启用相应的保护措施。该方法解决了独立微电网故障电流水平低导致传统的配电网三段式电流保护无法在故障发生时可靠启动并切除故障线路的问题。

技术领域

本发明涉及新能源电源独立微电网系统保护技术领域，尤其涉及一种基于电流温度映射的独立微电网保护方法。

背景技术

近年来，随着新能源电源及电力电子装置的大规模投入，以电缆线路为主的独立微电网在我国电网中的占比不断提升。然而独立微电网中变流器接口的电源形式和电流限幅环节使得故障电流特征微弱，负荷电流对故障电流分布产生的影响明显，同时分布式电源带来的拓扑结构复杂化使线路电流存在更大的双向流动可能性。因此微电网特征弱、变化多的特点给基于电气量的传统保护带来了巨大挑战，极大降低了系统的可靠性与新能源的利用效率。新的微电网保护思路亟待研究，新能源电源的出力具有波动性、随机性等特征导致工频故障特征量提取困难，且由于新能源场站一般采用电力电子换流器并入电网，其短路电流呈现出幅值受限、频率偏移、畸变、谐波等独特特性，与同步发电机的故障特性截然不同。上述原因导致传统的基于同步发电机故障特性的保护原理出现灵敏度下降的适应性问题、甚至存在误、拒动风险，传统保护面临挑战。

在独立交流微电网当中，由于电气量故障特征不明显，使得传统电气量保护更易受外界干扰，抗干扰能力有限，可靠性难以保证；同时基于通信系统的保护虽然有较强的适应能力，但需处理大量数据，不同线路间的配合复杂，通信要求高。此外，上述保护方法仍基于电气量保护判据的计算，未从根本上解决独立微网中电气量故障特征微弱、运行方式多变的问题，独立微电网尚缺乏一种简单可靠、耐受干扰能力强的保护手段。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于电流温度映射的独立微电网保护方法，该方法解决了独立微电网故障电流水平低导致传统的配电网三段式电流保护无法在故障发生时可靠启动并切除故障线路的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于电流温度映射的独立微电网保护方法，所述方法包括：

步骤1、实时测量待保护独立微电网线路的电流和温度，通过热路模型法计算得到缆芯温度；

步骤2、将步骤1实时测得的缆芯温度与正常运行时的基准映射进行比较，得到相对于基准映射的映射偏移度，并用该映射偏移度作为故障判据；

步骤3、通过比较所述故障判据实际运算值与整定值之间的大小来识别故障，并进行故障测距，进而启用相应的保护措施。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，上述方法解决了独立微电网故障电流水平低导致传统的配电网三段式电流保护无法在故障发生时可靠启动并切除故障线路的问题，且不受新能源、控制策略、输出功率、运行方式影响，具有高可靠性和灵敏性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的基于电流温度映射的独立微电网保护方法流程示意图；

图2为本发明所举实例独立微电网简化拓扑结构示意图；

图3为本发明所举实例电缆线路故障后保护检测其温升特性的原理图；

图4为本发明所举实例发生接地故障时映射偏移度的变化曲线；