[发明专利]一种DG接入配网最佳容量的计算方法

摘要

本发明涉及配电网线路的继电保护领域，特别是涉及一种DG接入配网最佳容量的计算方法，其中，为研究DG的最佳并网容量，将配网中短路情况分为3种情况，即DG下游发生短路、DG上游发生短路、相邻馈线发生短路，然后分别分析DG接入对配网原有保护的影响以及配网原有保护对DG容量的约束，分别计算出3种情况下DG容量的临界值，其中最小的即为DG的最佳接入容量。本发明的目的在于解决DG接入配网引起故障时线路保护误动作的问题，从不改变配网原有电流保护整定值的角度出发，考虑故障时DG容量对各故障点短路电流的注入情况，确定出一种不影响保护动作的最佳接入容量，从而提高配网运行的稳定性和安全性。

主权项

1.一种DG接入配网最佳容量的计算方法,其特征在于，为研究DG的最佳并网容量，将配网中短路情况分为3种情况，即DG下游发生短路、DG上游发生短路、相邻馈线发生短路，然后分别分析DG接入对配网原有保护的影响以及配网原有保护对DG容量的约束，分别计算出3种情况下DG容量的临界值，其中最小的即为DG的最佳接入容量，该方法包括以下步骤：S1：对以光伏为代表的逆变型分布式电源的故障模型进行分析；S2：对短路电流进行分析；S3：分析3种短路在约束条件下的DG容量的临界值；S4：比较3种短路情况下的DG容量的临界值，取最小的DG容量临界值作为最佳接入容量；其中，步骤S3中分析3种短路在约束条件下的DG容量的临界值过程为：(1)DG下游发生短路；DG的接入对流过其下游保护的短路电流产生了助增作用，在DG未接入的情况下，电流I段保护不能保护线路的全长，在最大运行方式下它只能保护线路全长的80％，但助增电流的作用可能会使得I段电流保护的保护范围延伸到相邻线路中，与下游线路的保护失去配合，无法保证选择性，对II段电流保护来说，其灵敏度也会随着拓扑结构的不同而发生变化，由于III段电流保护是以本线路最大负荷电流为依据进行整定，且按选择性要求应与下一级线路的电流II段和III段以延时的方式相互配合，故电流III段的灵敏性提高，而且不存在失去选择性的问题，以下游线路80％处发生三相短路时，流过保护的短路电流不超过其I段电流保护整定值为约束条件，即：其中，α＝80％，I_dg为DG在故障时向短路点提供的短路电流，为保护I段电流整定值，对于II段电流保护来说，为了使带时限电流速断保护能够保护线路全长，要求在本线路末端发生故障时，具有一定的灵敏系数K_sm；在系统最小运行方式下，线路末端发生两相短路时，线路保护的最小灵敏系数为：式中，为被保护线路末端在最小运行方式下，发生两相短路时，流过保护装置的最小短路电流，为保护带时限电流速断保护的动作电流，为带时限电流速断保护的最小灵敏系数；(2)DG上游发生短路；短路电流能够通过DG上游保护反向注入故障点，不仅使得故障点电弧不能自动熄灭，瞬时性故障发展成为永久性故障，也可能会造成保护2的误动作，破坏选择性要求，以DG向短路点提供的反向短路电流不超过保护2的II段电流保护整定值为约束条件，对DG的最优容量进行迭代求解：其中，为与DG相邻的上游保护的II段电流保护整定值，I_dg为DG向故障点提供的反向短路电流，若故障发生在DG上游线路末端，系统侧保护动作后，DG依然会向故障点注入短路电流，因此需要在DG上游线路末端加一个保护装置，在上游保护动作后，该保护装置也随之跳开；(3)相邻馈线发生短路；当相邻馈线上发生故障时，不仅会对相邻馈线上的保护产生影响，也会引起本线路保护的误动，它对流过相邻保护的短路电流产生了助增作用，而本线路保护则会受到DG提供的反向短路电流，对于反向电流，以不超过DG上游相邻保护的电流II段保护整定值为约束条件：关于助增电流对相邻馈线上的保护产生的影响，以距离系统侧电源最近的保护为例进行分析，其约束条件为在该线路80％处发生三相短路，流过保护的短路电流不超过其电流I段的整定值：综上所述，将相关约束条件利用MATLAB迭代计算，得出DG容量的临界值。