一種適用于智能配電網(wǎng)的快速保護方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)配電線路繼電保護領域，尤其涉及含分布式電源的智能配電網(wǎng)線路的保護，尤其涉及一種適用于智能配電網(wǎng)的快速保護方法。
【背景技術】
[0002]目前，隨著智能電網(wǎng)的不斷推進和人們生活水平的不斷提高，對供電可靠性的要求越來越高。配電網(wǎng)直接面向用戶而且結構復雜，故障率較高。配電網(wǎng)發(fā)生故障后，要求快速實現(xiàn)故障定位、故障隔離和故障恢復。高供電能力網(wǎng)架結構和大量分布式電源接入是智能配電網(wǎng)的主要特征。高供電能力網(wǎng)架結構為配電網(wǎng)故障恢復和提高供電可靠性奠定了基礎。分布式電源的接入使傳統(tǒng)的配電網(wǎng)保護方法失效，許多改進的配電網(wǎng)保護方法雖然可以實現(xiàn)含分布式電源的智能配電網(wǎng)保護，但是，保護方法均需要增加方向元件。而配電網(wǎng)線路上一般不裝設電壓互感器，造成改進的保護方法無法應用到實際配電網(wǎng)。在原有配電網(wǎng)保護基礎上，通過上下級保護的時間配合，可以在沒有電壓信息的情況下實現(xiàn)含分布式電源的配電網(wǎng)保護，
[0003]但是，保護時間較長，不能滿足智能配電網(wǎng)的快速保護要求，而且沒有充分利用智能配電網(wǎng)的高供電能力網(wǎng)架優(yōu)勢。需要一種能夠充分利用高供電能力網(wǎng)架的智能配電網(wǎng)快速保護方法。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明為了解決上述問題，提出了一種適用于智能配電網(wǎng)的快速保護方法，本方法克服傳統(tǒng)配電網(wǎng)保護方法保護速度慢且不適用于含分布式電源的配電網(wǎng)的缺點，充分利用智能配電網(wǎng)的優(yōu)勢，利用相鄰保護間交互的故障電流和開關狀態(tài)信息，很好地解決了含分布式電源的智能配電網(wǎng)快速故障定位、故障隔離和故障恢復。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案:
[0006]一種適用于智能配電網(wǎng)的快速保護方法，包括以下步驟:
[0007](I)智能配電網(wǎng)配電線路上各節(jié)點處的分段開關和聯(lián)絡開關均為斷路器，每個斷路器處均裝設一臺保護裝置，各保護裝置之間通過光纖以太網(wǎng)互聯(lián)；
[0008](2)各節(jié)點的保護利用電流突變量作為啟動元件，檢測到故障電流的保護裝置向其上游保護發(fā)送一個故障信號，檢測到故障電流的保護在規(guī)定的延遲時間內(nèi)未接收到其下游保護的故障信號，則跳開本地斷路器，并向其下游保護發(fā)送直跳命令；
[0009](3)接收到下游保護發(fā)送的斷路器狀態(tài)信息后，檢測本地是否有故障電流，若有故障電流，則立刻跳開本地斷路器，并向其下游保護發(fā)送直跳命令，同時，本地保護向其上游保護發(fā)送本地斷路器斷開狀態(tài)信息；
[0010](4)接收到上游保護發(fā)送的直跳命令后，本地保護跳開本地斷路器，并向其下游保護發(fā)送直跳命令，在其下游斷路器可靠斷開后，向與本保護區(qū)相連的聯(lián)絡開關處的保護發(fā)送故障恢復命令，使聯(lián)絡開關閉合，實現(xiàn)故障恢復。
[0011]所述步驟(2)中，在下游斷路器可靠斷開后，向與本保護區(qū)相連的聯(lián)絡開關處的保護發(fā)送故障恢復命令，使聯(lián)絡開關閉合，實現(xiàn)本保護區(qū)負荷的故障恢復。
[0012]所述步驟(2)中，本地保護向其上游保護發(fā)送本地斷路器斷開狀態(tài)信息，如果本保護區(qū)為故障區(qū)域，聯(lián)絡開關閉合后，其保護檢測到故障電流，立刻跳開聯(lián)絡開關，同時向主站上報故障區(qū)域，從而實現(xiàn)了故障定位和故障隔離。
[0013]所述步驟(3)中，接收到下游保護發(fā)送的斷路器狀態(tài)信息后，檢測本地是否有故障電流，若有故障電流，則立刻跳開本地斷路器，并向其下游保護發(fā)送直跳命令，在其下游斷路器可靠斷開后，向與本保護區(qū)相連的聯(lián)絡開關處的保護發(fā)送故障恢復命令，使聯(lián)絡開關閉合，實現(xiàn)故障恢復。
[0014]所述步驟(I)中，支持含有分布式電源的智能配電網(wǎng)快速保護，在配電網(wǎng)發(fā)生短路故障時，若故障點位于分布式電源下游，僅有故障點鄰近的上游開關動作，其他上游開關均不動作，上游負荷不間斷供電。
[0015]所述步驟(I)中，若故障點位于分布式電源上游，故障點與分布式電源之間的保護如果啟動，則首先恢復故障點下游負荷的供電，然后實現(xiàn)故障區(qū)域的故障隔離；故障點與分布式電源之間的保護如果不啟動，則首先實現(xiàn)故障區(qū)域的故障隔離，然后實現(xiàn)故障點下游負荷的快速故障恢復。
[0016]所述步驟(2)-(4)中，相鄰保護間進行故障電流和斷路器開關狀態(tài)信息交互時，若未收到相鄰保護的響應，則認為相鄰保護出現(xiàn)故障，將其忽略，并將其次相鄰保護作為其相鄰保護，更新相鄰保護信息。
[0017]所述步驟(2)-(4)中，在發(fā)生瞬時故障時，在故障點上游斷路器斷開后，通過閉合瞬時故障區(qū)域的聯(lián)絡開關避免瞬時故障區(qū)域負荷停電
[0018]所述步驟(2)-(4)中，將定時限過電流保護作為其后備保護，分別作為本地保護和下游保護的近后備和遠后備保護。
[0019]本發(fā)明的工作原理為:本發(fā)明支持含有分布式電源的智能配電網(wǎng)快速保護，在配電網(wǎng)發(fā)生短路故障時，若故障點位于分布式電源下游，僅有故障點鄰近的上游開關動作，其他上游開關均不動作，上游負荷不間斷供電。本發(fā)明首先實現(xiàn)故障區(qū)域的故障隔離，然后實現(xiàn)故障點下游負荷的快速故障恢復。若故障點位于分布式電源上游，故障點與分布式電源之間的保護如果啟動，則本發(fā)明首先恢復故障點下游負荷的供電，然后實現(xiàn)故障區(qū)域的故障隔離；故障點與分布式電源之間的保護如果不啟動，則本發(fā)明首先實現(xiàn)故障區(qū)域的故障隔離，然后實現(xiàn)故障點下游負荷的快速故障恢復。
[0020]適用于智能配電網(wǎng)的快速保護方法是基于具有高供電能力網(wǎng)架且含分布式電源的智能配電網(wǎng)，配電線路上的分段開關和聯(lián)絡開關均為斷路器，且滿足“N-1”準則，即配電線路的任意一段線路出現(xiàn)故障，非故障線段的負載均可由其備用電源轉供。。
[0021]本發(fā)明的有益效果為:
[0022](I)本發(fā)明適用于具有高供電能力網(wǎng)架結構和含分布式電源的智能配電網(wǎng)，在沒有方向元件條件下，實現(xiàn)智能配電網(wǎng)的快速故障定位、故障隔離和故障恢復，提高供電可靠性；
[0023](2)本發(fā)明具有自我診斷功能，相鄰保護間進行故障電流和斷路器開關狀態(tài)信息交互時，若未收到相鄰保護的響應，則認為相鄰保護出現(xiàn)故障，將其忽略，并將其次相鄰保護作為其相鄰保護，更新相鄰保護信息；
[0024](3)本發(fā)明在發(fā)生瞬時故障時，在故障點上游斷路器斷開后，通過閉合瞬時故障區(qū)域的聯(lián)絡開關避免瞬時故障區(qū)域負荷停電；
[0025](4)本發(fā)明將定時限過電流保護作為其后備保護，分別作為本地保護和下游保護的近后備和遠后備保護。
【附圖說明】
[0026]圖1 (a)為本發(fā)明配電網(wǎng)快速保護方法的故障處理中斷服務子程序流程圖；
[0027]圖1 (b)為本發(fā)明配電網(wǎng)快速保護方法的直接命令中斷服務子程序流程圖；
[0028]圖1 (c)為本發(fā)明配電網(wǎng)快速保護方法的下游保護請求中斷服務子程序流程圖；
[0029]圖2本為本發(fā)明在含有分布式電源的智能配電網(wǎng)中應用方案示意圖。
【具體實施方式】
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[0030]下面結合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0031 ] 本發(fā)明提出的適用于智能配電網(wǎng)的快速保護方法，是通過如下的技術方案實現(xiàn)的，其步驟包括:
[0032]如圖1(a)、圖1(b)、圖1(c)所示為本發(fā)明配電網(wǎng)快速保護方法的程序流程圖。該保護方法通過控制分段開關和聯(lián)絡開關的開合，實現(xiàn)配電網(wǎng)線路的故障定位、故障隔離和故障恢復。本發(fā)明主要包含三個中斷服務子程序:故障處理中斷服務子程序、直跳命令中斷服務子程序和下游保護請求中斷服務子程序。程序流程簡述如下:
[0033]故障處理中斷服務子程序以靈敏度很高的電流突變量作為啟動元件。如果啟動元件動作，說明可能發(fā)生了故障，進入故障處理中斷服務子程序。首先向上游保護發(fā)送故障信息，經(jīng)過一段時間延遲，再判斷是否接收到下游保護發(fā)送的故障信息。如果沒有接收到下游保護發(fā)送的故障信息，則跳開本地斷路器，向下游發(fā)送直跳命令，并向上游保護發(fā)送本地斷路器的斷開信息。當下游斷路器可靠斷開后，向本保護區(qū)聯(lián)絡開關處的保護發(fā)送故障恢復命令，使聯(lián)絡開關閉合，實現(xiàn)本保護區(qū)的故障恢復。若本保護區(qū)為故障區(qū)域，則聯(lián)絡開關處的保護在聯(lián)絡開關閉合后檢測到故障電流，則立即斷開聯(lián)絡開關，實現(xiàn)本保護區(qū)的故障隔離。若收到下游保護的故障信息，則不執(zhí)行跳閘操作，返回中斷子程序，等待下游保護發(fā)送保護請求處理命令。
[0034]直跳命令中斷服務子程序是本地保護在接收到上游保護的直跳命令后執(zhí)行的操作。說明上游保護已跳閘，下游負荷與系統(tǒng)電源已斷開，要求本地保護區(qū)負荷由其備用電源轉供。進入該中斷服務子程序后，首先跳開本地斷路器，并向下游發(fā)送直跳命令，當下游斷路器可靠斷開后，向本保護區(qū)聯(lián)絡開關處的保護發(fā)送故障恢復命令，實現(xiàn)本保護區(qū)的故障恢復。最后，向上游保護發(fā)送本地斷路器的斷開信息。
[0035]下游保護請求中斷服務子程序是在下游保護處理結束后，向本地保護發(fā)送下游斷路器狀態(tài)信息，請求本地保護進行保護處理。進入該中斷服務子程序后，首先判斷是否檢測到故障電流，若檢測到故障電流，則跳開本地斷路器，向下游發(fā)送直跳命令，并向上游保護發(fā)送本地斷路器的斷開信息。當下游斷路器可靠斷開后，向本保護區(qū)聯(lián)絡開關處的