可動(dòng)態(tài)改變繼電器參數(shù)的繼電保護(hù)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置，特別是一種有可再生能源接入電力系統(tǒng) 的繼電保護(hù)裝置。 技術(shù)背景
[0002] 隨著能源問題的日益嚴(yán)重，新能源的開發(fā)利用已經(jīng)開始受到了人們的重視。我國(guó) 已經(jīng)開始逐步開發(fā)利用各種新能源，如風(fēng)能發(fā)電、地?zé)崮馨l(fā)電、太陽能發(fā)電等。各種新能源 接入電網(wǎng)稱之為分布式電網(wǎng)會(huì)改變網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，加之新能源的隨機(jī)性，容量等參數(shù)的 改變，使得功率、潮流分布變得復(fù)雜。在這種情況下，電網(wǎng)的各種繼電保護(hù)裝置會(huì)失效、誤動(dòng) 作，甚至可能出現(xiàn)保護(hù)的死區(qū)?，F(xiàn)有技術(shù)還沒有一種較好的解決方案，因此非常有必要提 出一種繼電保護(hù)裝置來解決這一問題，使具有新能源接入的分布式電網(wǎng)能穩(wěn)定安全的運(yùn) 行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種可動(dòng)態(tài)改變繼電器參數(shù)的繼電保護(hù)裝置，要解決的技術(shù) 問題是使具有新能源接入的分布式電網(wǎng)穩(wěn)定安全運(yùn)行。
[0004] 本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種可動(dòng)態(tài)改變繼電器參數(shù)的繼電保護(hù)裝置，在連接 有分布式發(fā)電機(jī)和同步發(fā)電機(jī)的發(fā)電系統(tǒng)中，設(shè)有發(fā)電機(jī)狀態(tài)信息采集器，繼電保護(hù)總機(jī)， 可在線動(dòng)態(tài)改變參數(shù)的繼電保護(hù)裝置；所述發(fā)電機(jī)狀態(tài)信息采集器與繼電保護(hù)總機(jī)采用 通信線路1通信，繼電保護(hù)總機(jī)與可在線動(dòng)態(tài)改變參數(shù)的繼電保護(hù)裝置采用通信線路2通 f目；
[0005] 所述發(fā)電機(jī)狀態(tài)信息采集器采集分布式發(fā)電機(jī)在時(shí)間間隔內(nèi)的運(yùn)行狀態(tài)信息，傳 遞給繼電保護(hù)總機(jī)；
[0006] 所述繼電保護(hù)總機(jī)用于判斷分布式發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)是否改變，分布式發(fā)電機(jī)的 運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生改變，繼電保護(hù)總機(jī)利用獲得的運(yùn)行狀態(tài)信息，計(jì)算出在該運(yùn)行狀態(tài)下，各可 在線動(dòng)態(tài)改變參數(shù)的繼電保護(hù)裝置上保護(hù)的整定值，傳遞給可在線動(dòng)態(tài)改變參數(shù)的繼電保 護(hù)裝置；
[0007] 所述可在線動(dòng)態(tài)改變參數(shù)的繼電保護(hù)裝置根據(jù)繼電保護(hù)總機(jī)的指令改變可在線 動(dòng)態(tài)改變參數(shù)的繼電保護(hù)裝置的整定值參數(shù)。
[0008] 本發(fā)明的分布式發(fā)電機(jī)為風(fēng)力發(fā)電機(jī)、地?zé)崮馨l(fā)電機(jī)、太陽能發(fā)電機(jī)、朝夕能發(fā)電 機(jī)和/或由電力電子設(shè)備接入的蓄電池具有隨機(jī)性的電力源發(fā)電機(jī)。
[0009] 本發(fā)明的運(yùn)行狀態(tài)信息是分布式發(fā)電機(jī)出口側(cè)的運(yùn)行狀態(tài)：發(fā)電容量、阻抗值、出 口電壓、出口電流、是否接入發(fā)電系統(tǒng)，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后的信息。
[0010] 本發(fā)明的時(shí)間間隔為：0<時(shí)間間隔彡2s。
[0011] 本發(fā)明的分布式發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)沒有改變，則不改變可在線動(dòng)態(tài)改變參數(shù)的繼 電保護(hù)裝置上的整定值。
[0012] 本發(fā)明的整定值為電流保護(hù)整定值和電壓整定保護(hù)值。
[0013] 本發(fā)明的可在線動(dòng)態(tài)改變參數(shù)的繼電保護(hù)裝置，分別連接在分布式發(fā)電機(jī)與母線 之間，同步發(fā)電機(jī)與母線之間，母線與母線之間，負(fù)載與母線之間，采用有分布式發(fā)電機(jī)和 同步發(fā)電機(jī)的發(fā)電系統(tǒng)與電網(wǎng)系統(tǒng)之間。
[0014] 本發(fā)明的通信線路采用無線局域網(wǎng)或生成樹協(xié)議，按網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議TCP/IP通信。
[0015] 本發(fā)明的繼電保護(hù)總機(jī)根據(jù)接收到的運(yùn)行狀態(tài)信息，判斷分布式發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀 態(tài)是否改變，將接收到的運(yùn)行狀態(tài)信息與上一時(shí)刻的運(yùn)行狀態(tài)信息進(jìn)行比較，兩者之差的 結(jié)果小于上一時(shí)刻運(yùn)行狀態(tài)信息值的1 %，或兩者之差的結(jié)果連續(xù)變化，其累計(jì)值大于未變 化時(shí)刻運(yùn)行狀態(tài)信息值的1 %，則認(rèn)為分布式發(fā)電機(jī)及其發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)沒有改變。
[0016]本發(fā)明的電流保護(hù)整定值的計(jì)算式為：
$中，K為故障類型系數(shù)，對(duì) 于三相短路K= 1，兩相短路/<=|,E為發(fā)電系統(tǒng)的等效電動(dòng)勢(shì)，Zs為可在線動(dòng)態(tài)改變參 數(shù)的繼電保護(hù)裝置安裝處到背后系統(tǒng)的等效阻抗，4為被保護(hù)線路全長(zhǎng)阻抗，a為保護(hù)范 圍；
[0017]所述發(fā)電系統(tǒng)的相電壓保護(hù)的計(jì)算式為
，其中，1和Zu為 與保護(hù)范圍有關(guān)的線路阻抗，Kral= 1. 2或1. 3為可靠系數(shù)，Zs._為發(fā)電系統(tǒng)最小運(yùn)行方式 下的系統(tǒng)阻抗，其為兩相短路時(shí)的系統(tǒng)阻抗。
[0018] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，可以動(dòng)態(tài)的監(jiān)視分布式發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)分布 式發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，動(dòng)態(tài)改變發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)繼電保護(hù)裝置的整定值，解決由于新能源接入 發(fā)電系統(tǒng)引起的繼電保護(hù)裝置失效、誤動(dòng)作，提高發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，最終提高電 網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0019] 圖1是本發(fā)明的電路原理圖。
[0020] 圖2是本發(fā)明的工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。如圖1所示，本發(fā)明的可 動(dòng)態(tài)改變繼電器參數(shù)的繼電保護(hù)裝置，在連接有分布式發(fā)電機(jī)和同步發(fā)電機(jī)的發(fā)電系統(tǒng) (發(fā)電系統(tǒng)）中，設(shè)有發(fā)電機(jī)狀態(tài)信息采集器S1......Sn，繼電保護(hù)總機(jī)，可在線動(dòng)態(tài)改變 參數(shù)的繼電保護(hù)裝置BRK1、BRK2、BRK3、BRK4、BRK5和BRK6,通信線路。
[0022]發(fā)電機(jī)狀態(tài)信息采集器S1......Sn連接在分布式發(fā)電機(jī)的出口側(cè)與母線之間， 如圖1中的母線A上連接有分布式發(fā)電機(jī)SI。n為分布式發(fā)電機(jī)的數(shù)量。分布式發(fā)電機(jī)為 風(fēng)力發(fā)電機(jī)、地?zé)崮馨l(fā)電機(jī)、太陽能發(fā)電機(jī)、朝夕能發(fā)電機(jī)和/或由電力電子設(shè)備接入的蓄 電池等具有隨機(jī)性的電力源發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)狀態(tài)信息采集器采集分布式發(fā)電機(jī)在一定的時(shí) 間間隔內(nèi)的運(yùn)行狀態(tài)信息，通過通信線路1傳遞給繼電保護(hù)總機(jī)。運(yùn)行狀態(tài)信息是分布式 發(fā)電機(jī)出口側(cè)的運(yùn)行狀態(tài)：發(fā)電容量、阻抗值、出口電壓、出口電流、是否接入發(fā)電系統(tǒng)，轉(zhuǎn) 換為數(shù)字信號(hào)后的信息，用于通信線路1傳遞和繼電保護(hù)總機(jī)計(jì)算。時(shí)間間隔的取值不應(yīng) 該取值過大，過大的時(shí)間間隔不能準(zhǔn)確的獲得分布式發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，從而不能獲得有 效的繼電保護(hù)整定值，時(shí)間間隔也不應(yīng)該取值過小，過小的時(shí)間間隔會(huì)使可在線動(dòng)態(tài)改變 參數(shù)的繼電保護(hù)裝置BRK1、BRK2、BRK3、BRK4、BRK5和BRK6的參數(shù)頻繁切換，不僅會(huì)使可在 線動(dòng)態(tài)改變參數(shù)的繼電保護(hù)裝置損耗增加，而且會(huì)引起發(fā)電系統(tǒng)的不穩(wěn)定，因此，本實(shí)施 例的時(shí)間間隔取值為大于〇至2s(0 <時(shí)間間隔< 2s)。
[0023] 繼電保護(hù)總機(jī)采用深圳市控匯科技有限公司的kh_ipc610型工控機(jī)（4U)，用于判 斷分布式發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)是否改變。如果分布式發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)沒有改變，則不改變 可在線動(dòng)態(tài)改變參數(shù)的繼電保護(hù)裝置BRK1、BRK2、BRK3、BRK4、BRK5和BRK6上的整定值， 并結(jié)束該次時(shí)間間隔內(nèi)的采集分布式發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)信息和控制過程。如果分布式發(fā) 電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生改變，則由繼電保護(hù)總機(jī)利用獲得的運(yùn)行狀態(tài)信息，計(jì)算出在該運(yùn)行 狀態(tài)下，各可在線動(dòng)態(tài)改變參數(shù)的繼電保護(hù)裝置BRK1、BRK2、BRK3、BRK4、BRK5和BRK6上保 護(hù)的整定值，通過通信線路2分別傳遞給可在線動(dòng)態(tài)改變參數(shù)的繼電保護(hù)裝置BRKUBRK2、 BRK3、BRK4、BRK5和BRK6。整定值為電流保護(hù)整定值和電壓整定保護(hù)值。
[0024] 可在線動(dòng)態(tài)改變參數(shù)的繼電保護(hù)裝置BRK1、BRK2、BRK3、BRK4、BRK5和BRK6,分別 連接在分布式發(fā)電機(jī)與母線之間，同步發(fā)電機(jī)與母線之間，母線與母線之間，負(fù)載與母線之 間，采用有分布式發(fā)電機(jī)和同步發(fā)電機(jī)的發(fā)電系統(tǒng)與電網(wǎng)系統(tǒng)之間?？稍诰€動(dòng)態(tài)改變參數(shù) 的繼電保護(hù)裝置BRK1、BRK2、BRK3、BRK4、BRK5和BRK6根據(jù)通信線路2上傳遞來的整定值 動(dòng)態(tài)改變其整定值，即根據(jù)繼電保護(hù)總機(jī)的指令改變可在線動(dòng)態(tài)改變參數(shù)的繼電保護(hù)裝置 的整定值參數(shù)，并結(jié)束該次時(shí)間間隔內(nèi)的采集分布式發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)信息和控制過程。
[0025] 通信線路為通信線路1和通信線路2,通信線路1用于實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)狀態(tài)信息采集 器與繼電保護(hù)總機(jī)通信，通信線路2用于實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)總機(jī)與可在線動(dòng)態(tài)改變參數(shù)的繼電 保護(hù)裝置通信。通信線路采用無線局域網(wǎng)WLAN或生成樹協(xié)議STP，按網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議TCP/IP 通信。發(fā)電機(jī)狀態(tài)信息采集器將采集到的分布式發(fā)電機(jī)在一定的時(shí)間間隔內(nèi)的運(yùn)行狀態(tài)信 息傳遞給繼電保護(hù)總機(jī)，繼電保護(hù)總機(jī)將控制信號(hào)分別發(fā)送到可在線動(dòng)態(tài)改變參數(shù)的繼電 保護(hù)裝置BRK1、BRK2、BRK3、BRK4、BRK5 和BRK6。
[0026] 如圖2所示，本發(fā)明的可動(dòng)態(tài)改變繼電器參數(shù)的繼電保護(hù)裝置，工作流程包括以 下步驟：
[0027] -、發(fā)電機(jī)狀態(tài)信息采集器按0 <時(shí)間間隔彡2s，測(cè)量采集分布式發(fā)電機(jī)出口側(cè) 的運(yùn)行狀態(tài)，獲得發(fā)電機(jī)出口側(cè)的發(fā)電