[发明专利]基于区段有功变化系数的微电网保护方法

说明书

本发明公开了一种基于区段有功变化系数的微电网保护方法，包括以下步骤：S100：根据电压值与电流值计算故障前后各母线的电压幅值差ΔUsubgt;o/subgt;；S200：计算故障前后阻抗角之差；S300：获取故障前后各母线有功功率变化量ΔPsubgt;i/subgt;、ΔPsubgt;j/subgt;；S400：计算各区段两端母线的有功变化系数Ssubgt;ij/subgt;；S500：当区段有功变化系数Ssubgt;ij/subgt;小于零时，则判定此区段内发生故障，输出保护信号。本发明可实现微电网区内外故障的识别与保护。

技术领域

本发明涉及电力系统继电保护，具体为一种基于区段有功变化系数的微电网保护方法。

背景技术

以光伏、风力发电等可再生能源为主的分布式电源，通过与储能装置、电力电子变流器、负荷、监控保护装置等有机组成的微电网，可最有效的利用可再生能源。微电网既可以与配电网并网运行，又可以独立运行(孤岛运行)，这样灵活的运行模式会使微电网具有更高的供电可靠性。

微电网中的分布式电源大部分为逆变型分布式电源，由于逆变器的热惯性较小，故障时其输出的故障电流会被限制在2倍额定电流以内，使得故障特征提取难度较大，同时分布式电源的接入会使线路电流出现双向流动的情况。这些特点使得传统的保护方法不再适用于微电网，导致采用传统方法无法准确判定故障点位于区间内还是区间外，不能采取有效保护措施，因此亟需研究能够适应微电网灵活运行方式的新型保护方法。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种基于区段有功变化系数的微电网保护方法。

一种基于区段有功变化系数的微电网保护方法，包括以下步骤：S100：获取故障前后区间母线侧各相电压值与电流值，根据电压值与电流值计算故障前后各相母线的电压幅值差ΔU_o；S200：当判定各相母线的任一相的电压幅值差ΔU_o大于母线额定相电压的10％，则计算故障前后阻抗角之差；S300：根据计算得到的故障前后阻抗角之差，获取故障前后各母线有功功率变化量ΔP_i、ΔP_j；S400：根据各母线有功功率变化量ΔP_i、ΔP_j计算各区段两端母线的有功变化系数S_ij；S500：当区段有功变化系数S_ij小于零时，则判定此区段内发生故障，输出保护信号。

可选的，所述步骤S100中根据电压值与电流值计算故障前后各相母线的电压幅值差ΔU_o，具体计算如下：其中表示馈线安装处母线各相电压，t0为故障时刻，T为工频周期，m为整数；所述步骤S200中判定各相母线的任一相的电压幅值差ΔU_o大于母线额定相电压的10％，具体计算如下：

其中表示母线额定相电压。

所述步骤S200中计算故障前后阻抗角之差，包括根据采样得到的母线侧各相电压、电流数据计算得到各母线的故障前后电流和电压差的幅值差的绝对值，并计算相应的故障前后阻抗角之差。具体计算如下：

其中分别表示故障前后母线相电压；分别表示故障前后母线侧相电流；分别表示相应的故障前后阻抗角之差。

进一步的，所述步骤S300中获取故障前后各母线有功功率变化量ΔP_i、ΔP_j具体为：根据所得的各母线的故障前后电流和电压差的幅值差的绝对值以及相应的故障前后阻抗角之差，计算得到各母线故障前后有功功率变化量，具体计算如下：