CN102882196A - 一种含分布式电源的配网故障隔离方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含分布式电源的配网故障隔离方法，依托配电网的EPON通讯***，实现配电终端的光纤通讯全覆盖，EPON***以双网为佳。本发明提供的一种含分布式电源的配网故障隔离方法，实现含分布式电源的配网故障快速定位和隔离，把故障的影响隔离在最小范围，减小故障元件的损坏程度，缩短负荷的低电压时间，保证配电网内非故障区域的正常供电；分布式电源故障时能快速地切除，保证配电网和其他分布式电源安全运行，提高分布式电源的供电能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种含分布式电源的配网故障隔离方法，属于配网领域、继电保护领域和通讯领域。
背景技术
由于全球能源的需求增加，世界上各国家纷纷扶持风力发电、太阳能发电以及其它清洁发电技术，我国面对能源紧张、农村及偏远地区的缺电少电问题，“十二五”期间大力发展新能源建设，政府在上网电价予以补贴，作为大电网的补充，就地接入配电网。分布式电源接入配电网后，虽然解决了供电问题，如何防止分布式电源自身故障对配网造成影响成了一个新的问题。
传统的配电网继电保护装置分散安装，各保护装置的过流保护通过时序相互配合，变电站10KV出口处速断保护由于和上级保护的时间配合要求，一般整定时间不超过0.3S，如何有选择地切除线路上的故障，降低用户的停电时间成了一个研究方向。虽然光纤纵差、基于同步采样技术的保护可以解决保护的选择性，但对通讯速度的要求极高，且投资成本大，并不适合在配网中推广。
随着新一轮的配电自动化改造，EPON技术在配网中得到大量的应用，配网线路上的配电终端之间组成了快速的通讯网，利用配电终端的方向过流元件和配电终端之间相互闭锁关系，可以做到配网故障的快速定位与隔离，保证非故障区域的正常运行。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种含分布式电源的配
网故障隔离方法，包括以下步骤：
步骤（1）：向每个配电终端下装配置文件，配置文件包括装置通讯地址与正反方向启动标志表之间的对应关系、正反方向过流保护的闭锁关联表；
步骤（2）：配电终端增加方向过流启动元件，方向过流启动元件动作后向配电终端发送正反方向过流启动状态；
步骤（3）：解析配电终端传送的正、反方向过流启动状态，并根据对应关系填写到相应的正、反方向启动标志表中；
步骤（4）：配电终端方向过流启动后，在规定的时间内，根据正反方向过流保护闭锁关联表中的闭锁标志位查找正反方向启动标志表的启动位，综合所有需关联的启动状态后决定方向过流保护是否动作。
所述步骤（1）具体是指：
1a）对配电线路上需要通过时序配合的一个区域的配电终端进行统一配置，根据通讯地址不同设置其在正反方向启动标志表中的对应位置，正方向和反方向的启动标志表相互独立；
1b）对每个配电终端，配置两张闭锁关联表，分别是正方向过流动作闭锁关联表和反方向过流动作闭锁关联表，用来设置该配电终端正、反方向下游的设备标识，与正反方向启动标志表中的标志位相对应，闭锁关联表标志位设置为1，则需要检查启动标志表中对应位置的启动状态，闭锁关联表标志位设置为0，则不需要检查；如果配电终端不投方向元件，则需要同时将下游设备闭锁关联表标志位设置为1。
所述步骤（2）具体是指：配电终端增加正、反方向过流启动元件，方向过流启动元件动作后向配电终端发送正反方向过流启动状态：配电终端CT/PT接线时，按照由变电站指向负荷侧、分布式电源为正方向进行极性统一，对于合环运行的双端电源，规定以一个变电站指向另一个变电站为正方向进行极性统一；
正、反方向过流启动元件的启动状态通讯发送分别进行设置，分为三种模式：正常、不发和双方向；正常情况下方向过流启动后，向配电终端发送该方向的启动状态；不带方向的过流启动元件设置为双方向，启动后同时向配电终端发送正反方向启动信息；分布式电源处配电终端的反方向过流启动元件应设置为不发，正方向过流启动元件应设置为双方向。
有益效果：本发明提供的含分布式电源的配网故障隔离方法，实现含分布式电源的配网故障快速定位和隔离，把故障的影响隔离在最小范围，减小故障元件的损坏程度，缩短负荷的低电压时间，保证配电网内非故障区域的正常供电；分布式电源故障时能快速地切除，保证配电网和其他分布式电源安全运行，提高分布式电源的供电能力。
附图说明
图1为本发明含分布式电源的配网故障隔离方法的逻辑框图；
图2为本发明中EPON通讯***的结构框图；
图3为本发明含分布式电源的配网模型的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
本发明是依托配电网的EPON通讯***，实现配电终端的光纤通讯全覆盖，EPON***以双网为佳，如图2所示为本发明中EPON通讯***，利用无源光网络EPON通讯***，在10KV线路出口处设置光线路终端OLT设备，光网络单元ONU安装于开闭所、环网柜、柱上开关等处，OLT通过光配ODN及分光器ODF与ONU相连，并由ONU与附近的配电终通过网线相连，实现10KV配网自动化的通讯覆盖，为了通讯网络的可靠，EPON以双网为佳。
方向元件采用90°接线，规定由变电站指向负荷侧、分布式电源为正方向，对于合环运行的双端电源，可以任意规定以一个变电站指向另一个变电站为正方向，所有的方向元件在网络中应该保持一致，与交流量对应关系如下：
| 方向元件 | DA | DB | DC |
| Ir | Ia | Ib | Ic |
| Ur | Ubc | Uca | Uab |
正方向动作方程为
反方向动作方程为
采用记忆电压消除近区三相短路时电压死区，死区线设一定的电压门槛值。“近区三相故障”是指保护三相均起动且三相线电压小于门槛值。近区三相短路时，如故障电流方向与整定投入的方向相同，方向过流保护延时到即动作切除故障，如故障电流方向与整定投入方向相反，保护立即闭锁。
如图1所示为一种含分布式电源的配网故障隔离方法，包括以下步骤：
步骤（1）：向每个配电终端下装配置文件，配置文件包括装置通讯地址与正反方向启动标志表之间的对应关系、正反方向过流保护的闭锁关联表；
1a）对配电线路上需要通过时序配合的一个区域的配电终端进行统一配置，根据通讯地址不同设置其在正反方向启动标志表中的对应位置，正方向和反方向的启动标志表相互独立；
1b）对每个配电终端，配置两张闭锁关联表，分别是正方向过流动作闭锁关联表和反方向过流动作闭锁关联表，用来设置该配电终端正、反方下游的设备标识，与正反方向启动标志表中的标志位相对应，闭锁关联表标志位设置为1，则需要检查启动标志表中对应位置的启动状态，闭锁关联表标志位设置为0，则不需要检查；如果配电终端不投方向元件，则需要同时将下游设备闭锁关联表标志位设置为1；
步骤（2）：配电终端增加方向过流启动元件，方向过流启动元件动作后向配电终端发送正反方向过流启动状态；配电终端增加正、反方向过流启动元件，方向过流启动元件动作后向配电终端发送正反方向过流启动状态：配电终端CT/PT接线时，按照由变电站指向负荷侧、分布式电源为正方向进行极性统一，对于合环运行的双端电源，规定以一个变电站指向另一个变电站为正方向进行极性统一；
正、反方向过流启动元件的启动状态通讯发送分别进行设置，分为三种模式：正常、不发和双方向；正常情况下方向过流启动后，向配电终端发送该方向的启动状态；不带方向的过流启动元件设置为双方向，启动后同时向配电终端发送正反方向启动信息；分布式电源处配电终端的反方向过流启动元件应设置为不发，正方向过流启动元件应设置为双方向；
步骤（3）：解析配电终端传送的正、反方向过流启动状态，并根据对应关系填写到相应的正、反方向启动标志表中；
步骤（4）：配电终端方向过流启动后，在规定的时间内，根据正反方向过流保护闭锁关联表中的闭锁标志位查找正反方向启动标志表的启动位，综合所有需关联的启动状态后决定方向过流保护是否动作。
如图3所示含分布式电源的配网模型中，假定采取合环运行方式，功率方向由变电站1指向负荷、分布式电源及变电站2，变电站出口处开关K1、K14电流速断保护动作时限调整为0.3S,分布式电源的开关K2-K7保护投入正方向电流速断段，反方向过流延时段，负荷开关K8-K13处保护投入电流速断段，分段开关FD1-FD3、联络开关LL处保护投入正方向电流速断段、反方向电流速断段。
K2-K13、FD1-FD3、LL的正反向启动信息标志位和闭锁标志位分别定义：
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | … |
| K2 | K3 | K4 | K5 | K6 | K7 | K8 | K9 | K10 | K11 | K12 | K13 | FD1 | FD2 | FD3 | LL |
闭锁检查时，自身的闭锁标志位恒为0，对于FD1预先设置的正方向闭锁标志位为：00111100-11110111，反方向闭锁标志位为：11000011-00000000，对于FD2预先设置的正方向闭锁标志位为：00001100-00110011，反方向闭锁标志位为：11110011-11001000，对于FD3预先设置的正方向闭锁标志位为：00000000-00000001，反方向闭锁标志位为：11111111-11111100。其余负荷开关、分布式电源闭锁标志位为0。
当F1故障时，各配电终端正向启动标志位为00000000-10001000，反向启动标志位为00000000-10000111，各配电终端的正、反方向启动标志位和正、反方向闭锁标志位相与后不为零，FD1的正方向速断保护和FD2、FD3、LL的反方向速断保护被闭锁，仅K10的电流速断保护动作。
当F2故障时，各配电终端正向启动标志位为00000000-00001000，反向启动标志位为00000000-00000111，FD1的正向启动标志位和正向闭锁标志位相与后为零，无闭锁，正方向速断保护动作，FD2的反向启动标志位和反向闭锁标志位相与后为零，无闭锁，反方向速断保护动作，FD3、LL反方向启动标志位和反方向闭锁标志位相与后不为零，FD3、LL的反方向电流速断保护被闭锁，FD1、FD2切除后，分布式电源由K4、K5反方向过流保护切除或自身检孤岛保护切除。
当F3故障时，各配电终端正向启动标志位为00100000-00001000，反向启动标志位为00100000-00000111，各配电终端的正、反方向启动标志位和正、反方向闭锁标志位相与后不为零，FD1的正方向速断保护和FD2、FD3、LL的反方向速断保护被闭锁，仅K4的正方向速断保护动作。
当F4故障时，各配电终端正向启动标志位为00000000-00001111，反向启动标志位为00000000-00000000，FD1、FD2、FD3的正方向启动标志位和正方向闭锁标志位相与后不为零，FD1、FD2、FD3的正方向速断保护被闭锁，LL的正方向速断保护则要与联络线右侧各配电终端配合。
闭环运行时各处故障的动作情况不再一一分析，对于开环运行方式，本方法依旧适用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种含分布式电源的配网故障隔离方法，包括以下步骤：
步骤（1）：向每个配电终端下装配置文件，配置文件包括装置通讯地址与正反方向启动标志表之间的对应关系、正反方向过流保护的闭锁关联表；
步骤（2）：配电终端增加方向过流启动元件，方向过流启动元件动作后向配电终端发送正反方向过流启动状态；
步骤（3）：解析配电终端传送的正、反方向过流启动状态，并根据对应关系填写到相应的正、反方向启动标志表中；
步骤（4）：配电终端方向过流启动后，在规定的时间内，根据正反方向过流保护闭锁关联表中的闭锁标志位查找正反方向启动标志表的启动位，综合所有需关联的启动状态后决定方向过流保护是否动作。
2.根据权利要求1所述的含分布式电源的配网故障隔离方法，其特征在于：所述步骤（1）具体是指：
1a）对配电线路上需要通过时序配合的一个区域的配电终端进行统一配置，根据通讯地址不同设置其在正反方向启动标志表中的对应位置，正方向和反方向的启动标志表相互独立；
1b）对每个配电终端，配置两张闭锁关联表，分别是正方向过流动作闭锁关联表和反方向过流动作闭锁关联表，用来设置该配电终端正、反方向下游的设备标识，与正反方向启动标志表中的标志位相对应，闭锁关联表标志位设置为1，则需要检查启动标志表中对应位置的启动状态，闭锁关联表标志位设置为0，则不需要检查；如果配电终端不投方向元件，则需要同时将下游设备闭锁关联表标志位设置为1。
3.根据权利要求1或2所述的含分布式电源的配网故障隔离方法，其特征在于：所述步骤（2）具体是指：配电终端增加正、反方向过流启动元件，方向过流启动元件动作后向配电终端发送正反方向过流启动状态：配电终端CT/PT接线时，按照由变电站指向负荷侧、分布式电源为正方向进行极性统一，对于合环运行的双端电源，规定以一个变电站指向另一个变电站为正方向进行极性统一；正、反方向过流启动元件的启动状态通讯发送分别进行设置，分为三种模式：正常、不发和双方向；正常情况下方向过流启动后，向配电终端发送该方向的启动状态；不带方向的过流启动元件设置为双方向，启动后同时向配电终端发送正反方向启动信息；分布式电源处配电终端的反方向过流启动元件应设置为不发，正方向过流启动元件应设置为双方向。
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