[发明专利]含有分布式电源接入的智能电网的过电流保护方法

摘要

本发明的含有分布式电源接入的智能电网的过电流保护方法，通过以下步骤来实现：a).电路的简化和参数设定；b).计算保护1的I段整定值；c).计算线路L2的故障电阻；d).求取E_DG和Z_DG；e).求取流过保护1的短路电流；f).求取保护1的II段整定值；g).求取保护2的I段整定值，根据求取的保护1的I段整定值、保护1的II段整定值和保护2的I段整定值实现过流保护。本发明的过电流保护方法，将分布式电源DG的分流和作为电源的作用考虑进入，对保护1的I段整定值、II段整定值和保护2的I段整定值重新计算，有效地实现了对智能电网的过电流保护作用。

主权项

一种含有分布式电源接入的智能电网的过电流保护方法，其特征在于，通过以下步骤来实现：a).电路的简化和参数设定，电路系统中依次设置有线路L1、L2和L3，分布式电源DG接于L1与L2之间，电路系统的等值电动势、阻抗分别为E_S、Z_S，分布式电源DG的等值电动势、阻抗分别为E_DG、Z_DG，线路L1、L2和L3的阻抗分别为Z₁、Z₂、Z₃；线路L1、L2和L3中分别设置有保护QF1、QF2、QF3，其分别称为保护1、保护2和保护3；线路L1前端的母线记为A，L1与L2之间的母线记为B，L2与L3之间的母线记为C；b).计算保护1的I段整定值，分布式电源DG接入电路系统后，线路L1末端发生短路时，通过如下公式(1)求取保护1的I段整定值$I_{OP1}^I=K_{rel}^I{I}_{k1,max}^{\left(3\right)}=\frac{K_{rel}^I{E}_S}{Z_S+Z_1}---\left(1\right)$式中，为电流保护I段的可靠系数；为最大运行方式下，线路L1末端发生三相短路时流过的电流；c).计算线路L2的故障电阻，当线路L2发生故障时，设线路L2的故障电阻为Z′₂，并将整个电路系统视为无穷大系统，即取E_S＝1，可得：$K_{rel}^{II}{K}_{rel}^I{I}_{k2,\max }^{\left(3\right)}=\frac{E_S{Z}_{DG}+E_{DG}\left(Z_S+Z_1\right)}{Z_{DG}\left(Z_S+Z_1\right)+Z_2^{\′}\left(Z_S+Z_1+Z_{DG}\right)}---\left(2\right)$式中，为电流保护II段的可靠系数；为最大运行方式下，线路L2末端发生三相短路时流过的电流，的计算表达式如公式(3)所示：$I_{k2,max}^{\left(3\right)}=\frac{Z_{DG}+E_{DG}(Z_S+Z_1)}{Z_{DG}(Z_S+Z_1)+Z_2(Z_S+Z_1+Z_{DG})}---\left(3\right)$根据公式(2)和(3)可求出电路L2的故障电阻Z′₂如公式(4)所示：$Z_2^{\′}=\frac{(K_{rel}^{II}{K}_{rel}^I-1)Z_{DG}(Z_S+Z_1)-Z_2(Z_S+Z_1+Z_{DG})}{K_{rel}^{II}{K}_{rel}^I(Z_S+Z_1+Z_{DG})}---\left(4\right)$d).求取E_DG和Z_DG，公式(3)和公式(4)中的E_DG和Z_DG可通过故障前、故障后分布式电源DG线路上的电流值和母线B处电压值计算求得：$\left\{\begin{array}{c}{I}_{DG}^{\′}=\frac{E_{DG}-U_B^{\′}}{Z_{DG}}\\ I^{\′\′}=\frac{E_{DG}-U_B^{\′\′}}{Z_{DG}}\end{array}\right.---\left(5\right)$式中，U′_B为故障前测得的母线B处的电压值，I′_DG为故障前测得分布式电源DG支路中的电流值；式中，U″_B为故障后测得的母线B处的电压值，I″_DG为故障后测得分布式电源DG支路中的电流值；e).求取流过保护1的短路电流，当在Z′₂处发生故障时，通过公式(6)求取流过保护1的短路电流I_K1：$I_{K1}=\frac{E_S-\frac{E_{sd}}{Z_{sd}+Z_2^{\′}}\·Z_2^{\′}}{Z_S+Z_1}---\left(6\right)$式中，$E_{sd}=\frac{E_S{Z}_{DG}+E_{DG}(Z_S+Z_1)}{Z_S+Z_1+Z_{DG}},$$Z_{sd}=\frac{Z_{DG}\·(Z_S+Z_1)}{Z_S+Z_1+Z_{DG}};$f).求取保护1的II段整定值，当接入分布式电源DG后，保护1的II段整定值通过公式(7)进行求取：$I_{OP1}^{II}=K_{rel}^{II}{I}_{k1}---\left(7\right)$g).求取保护2的I段整定值，接入分布式电源DG后保护2的I段整定值通过公式(8)进行求取：$\begin{array}{c}{I}_{OP2}^I=K_{rel}^I{I}_{k1,\max }^{\left(3\right)}=K_{rel}^I\frac{E_S{Z}_{DG}+E_{DG}(Z_S+Z_1)}{Z_{DG}(Z_S+Z_1)+Z_2(Z_S+Z_1+Z_{DG})}\\ =K_{rel}^I\frac{Z_{DG}+E_{DG}(Z_S+Z_1)}{Z_{DG}(Z_S+Z_1)+Z_2(Z_S+Z_1+Z_{DG})}\end{array}$其中，E_S＝1；根据求取的保护1的I段整定值保护1的II段整定值和保护2的I段整定值作为过电流保护的参考电流，实现对整个线路系统的保护。