CN114221301B - 考虑光伏低电压穿越特性的交流微电网保护方法以及装置 - Google Patents

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Abstract

本公开是关于一种考虑光伏低电压穿越特性的交流微电网保护方法、装置、电子设备以及存储介质。其中，该方法包括：分析并判断独立分布式电源在发生故障时电压跌落的不同幅度下，光伏输出的电流故障分量与故障前电压的相角关系；分析发生故障时所有分支馈线上的电流故障分量之间的相角关系，判断各分支馈线的故障状态；当微电网母线电压跌落大于预设幅度时，根据对各分支馈线的故障状态判定故障线路，并启动故障线路保护。本公开通过对微电网光伏低电压穿越特性分析，判断发生故障时独立分布式电源母线上所有分支馈线上的电流故障分量之间的相角关系，建立了仅利用电流信息的微电网线路保护方法，降低了微电网保护***的建设成本。

Description

考虑光伏低电压穿越特性的交流微电网保护方法以及装置
技术领域
本公开涉及新能源领域，具体而言，涉及一种考虑光伏低电压穿越特性的交流微电网保护方法、装置、电子设备以及计算机可读存储介质。
背景技术
微电网具有很多优势，但是其保护问题仍然制约着进一步推广应用。交流微电网内部存在双向短路电流，需要保护能够判断故障方向；另外微电网在并网和离网两种模式下的短路电流差异较为明显，这时需要保护能够自适应的判别故障状态。此外，微电网的拓扑结构会随着运行方式的改变而发生变化，需要保护能够适用于不同的拓扑结构。
当微电网中发生故障时，恒功率控制的光伏会进入低电压穿越状态，需要光伏输出无功来支撑电压。无功电流的增加会导致光伏输出电流的大小和相位发生改变，使微电网线路的电流发生变化，容易造成微电网的方向元件误判故障方向，因此有必要分析光伏低电压穿越状态下微电网的故障特性，研究故障方向判别方法，然而现有光伏低电压穿越时的微电网保护方法普遍需要电压互感器，会增加保护***的成本。
因此，需要一种或多种方法解决上述问题。
需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本公开的目的在于提供一种考虑光伏低电压穿越特性的交流微电网保护方法、装置、电子设备以及计算机可读存储介质，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。
根据本公开的一个方面，提供一种考虑光伏低电压穿越特性的交流微电网保护方法，包括：
基于微电网模型中的单个独立分布式电源，分析所述独立分布式电源在发生故障时的光伏低电压穿越特性，判断电压跌落的不同幅度下，光伏输出的电流故障分量与故障前电压的相角关系；
根据所述光伏输出的电流故障分量与故障前电压的相角关系，分析发生故障时独立分布式电源母线上所有分支馈线上的电流故障分量之间的相角关系，判断各分支馈线的故障状态；
当微电网母线电压跌落大于预设幅度时，启动故障线路判定，根据对各分支馈线的故障状态判断，判定故障线路，并启动故障线路保护。
在本公开的一种示例性实施例中，所述方法还包括：
根据所述光伏输出的电流故障分量与故障前电压的相角关系，将发生故障时独立分布式电源母线上所有分支馈线上的电流故障分量进行两两比较，生成所述独立分布式电源母线上所有分支馈线上的电流故障分量之间的相角关系，通过分支馈线上的电流故障分量所在的相角区间，判断各分支馈线的故障状态。
在本公开的一种示例性实施例中，基于公式
分析发生故障时独立分布式电源母线上所有分支馈线上的电流故障分量之间的相角关系；
其中，ΔIA1、ΔIA2、ΔIA3分别为微电网模型中的单个独立分布式电源母线A上三条分支馈线的电流故障分量。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当微电网母线电压跌落大于原电压值10％时，启动故障线路判定，根据对各分支馈线的故障状态判断，判定故障线路，并启动故障线路保护。
在本公开的一种示例性实施例中，所述方法还包括：
当微电网母线电压跌落大于预设幅度时，启动故障线路判定，根据对各分支馈线的故障状态判断，并对判定为故障线路的线路发出跳闸信号。
在本公开的一种示例性实施例中，所述方法还包括：
在对判定为故障线路的线路发出跳闸信号的同时，对所述故障线路的对侧线路发出跳闸信号，并接收对侧线路发送的跳闸信号，所接收到对侧线路发送的跳闸信号，则执行跳闸动作。
在本公开的一个方面，提供一种考虑光伏低电压穿越特性的交流微电网保护装置，包括：
相角关系分析模块，基于微电网模型中的单个独立分布式电源，分析所述独立分布式电源在发生故障时的光伏低电压穿越特性，判断电压跌落的不同幅度下，光伏输出的电流故障分量与故障前电压的相角关系；
故障状态判定模块，根据所述光伏输出的电流故障分量与故障前电压的相角关系，分析发生故障时独立分布式电源母线上所有分支馈线上的电流故障分量之间的相角关系，判断各分支馈线的故障状态；
故障保护模块，当微电网母线电压跌落大于预设幅度时，启动故障线路判定，根据对各分支馈线的故障状态判断，判定故障线路，并启动故障线路保护。
在本公开的一个方面，提供一种电子设备，包括：
处理器；以及
存储器，所述存储器上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时实现根据上述任意一项所述的方法。
在本公开的一个方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现根据上述任意一项所述的方法。
本公开的示例性实施例中的考虑光伏低电压穿越特性的交流微电网保护方法，该方法包括：分析并判断独立分布式电源在发生故障时电压跌落的不同幅度下，光伏输出的电流故障分量与故障前电压的相角关系；分析发生故障时所有分支馈线上的电流故障分量之间的相角关系，判断各分支馈线的故障状态；当微电网母线电压跌落大于预设幅度时，根据对各分支馈线的故障状态判定故障线路，并启动故障线路保护。本公开通过对微电网光伏低电压穿越特性分析，判断发生故障时独立分布式电源母线上所有分支馈线上的电流故障分量之间的相角关系，建立了仅利用电流信息的微电网线路保护方法，降低了微电网保护***的建设成本。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
通过参照附图来详细描述其示例实施例，本公开的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
图1示出了根据本公开一示例性实施例的考虑光伏低电压穿越特性的交流微电网保护方法的流程图；
图2A-2B示出了根据本公开一示例性实施例的考虑光伏低电压穿越特性的交流微电网保护方法的光伏微电网故障分量示意图；
图3A-3B示出了根据本公开一示例性实施例的考虑光伏低电压穿越特性的交流微电网保护方法的故障前、后光伏输出的电压和电流示意图；
图4A-4B示出了根据本公开一示例性实施例的考虑光伏低电压穿越特性的交流微电网保护方法的简单微电网及正序故障附加网络的示意图；
图5A-5C示出了根据本公开一示例性实施例的考虑光伏低电压穿越特性的交流微电网保护方法的F点处故障时各故障电压分量和故障电流分量示意图；
图6A-6B示出了根据本公开一示例性实施例的考虑光伏低电压穿越特性的交流微电网保护方法的微电网简化模型及正序故障附加网络示意图；
图7示出了根据本公开一示例性实施例的考虑光伏低电压穿越特性的交流微电网保护方法的F2故障时母线G上故障分量相位关系示意图；
图8示出了根据本公开一示例性实施例的考虑光伏低电压穿越特性的交流微电网保护方法的F2故障时母线F上故障分量相位关系示意图；
图9示出了根据本公开一示例性实施例的考虑光伏低电压穿越特性的交流微电网保护方法的F3故障时母线F上故障分量相位关系示意图；
图10示出了根据本公开一示例性实施例的考虑光伏低电压穿越特性的交流微电网保护方法的F4故障时母线G上故障分量相位关系示意图；
图11示出了根据本公开一示例性实施例的考虑光伏低电压穿越特性的交流微电网保护方法的微电网保护***配置图；
图12示出了根据本公开一示例性实施例的考虑光伏低电压穿越特性的交流微电网保护方法的跳闸信号触发模块示意图；
图13示出了根据本公开一示例性实施例的考虑光伏低电压穿越特性的交流微电网保护方法的故障判断流程图；
图14示出了根据本公开一示例性实施例的考虑光伏低电压穿越特性的交流微电网保护装置的示意框图；
图15示意性示出了根据本公开一示例性实施例的电子设备的框图；以及
图16示意性示出了根据本公开一示例性实施例的计算机可读存储介质的示意图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本公开将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。
此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、材料、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现、材料或者操作以避免模糊本公开的各方面。
附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个软件硬化的模块中实现这些功能实体或功能实体的一部分，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
在本示例实施例中，首先提供了一种考虑光伏低电压穿越特性的交流微电网保护方法；参考图1中所示，该考虑光伏低电压穿越特性的交流微电网保护方法可以包括以下步骤：
步骤S110，基于微电网模型中的单个独立分布式电源，分析所述独立分布式电源在发生故障时的光伏低电压穿越特性，判断电压跌落的不同幅度下，光伏输出的电流故障分量与故障前电压的相角关系；
步骤S120，根据所述光伏输出的电流故障分量与故障前电压的相角关系，分析发生故障时独立分布式电源母线上所有分支馈线上的电流故障分量之间的相角关系，判断各分支馈线的故障状态；
步骤S130，当微电网母线电压跌落大于预设幅度时，启动故障线路判定，根据对各分支馈线的故障状态判断，判定故障线路，并启动故障线路保护。
本公开的示例性实施例中的考虑光伏低电压穿越特性的交流微电网保护方法，该方法包括：分析并判断独立分布式电源在发生故障时电压跌落的不同幅度下，光伏输出的电流故障分量与故障前电压的相角关系；分析发生故障时所有分支馈线上的电流故障分量之间的相角关系，判断各分支馈线的故障状态；当微电网母线电压跌落大于预设幅度时，根据对各分支馈线的故障状态判定故障线路，并启动故障线路保护。本公开通过对微电网光伏低电压穿越特性分析，判断发生故障时独立分布式电源母线上所有分支馈线上的电流故障分量之间的相角关系，建立了仅利用电流信息的微电网线路保护方法，降低了微电网保护***的建设成本。
下面，将对本示例实施例中的考虑光伏低电压穿越特性的交流微电网保护方法进行进一步的说明。
在步骤S110中，可以基于微电网模型中的单个独立分布式电源，分析所述独立分布式电源在发生故障时的光伏低电压穿越特性，判断电压跌落的不同幅度下，光伏输出的电流故障分量与故障前电压的相角关系。
在本示例的实施例中，微电网并网运行时光伏工作于PQ控制且带有低电压穿越功能,光伏会在微电网发生故障时会降低有功功率，同时增加输出的无功功率来为微电网进行电压调节，并且其交流侧输出电流只存在正序分量。在故障附加网络中，PQ控制的光伏可直接被等效为正序电流源。根据PQ控制的IIDG等效数学模型，IIDG输出的故障电流可以表示为：
式中：Iq.f和Id.f分别为故障时光伏发出的无功电流和有功电流；Ud.0为正常运行时光伏并网点电压的d轴分量；为故障时光伏并网点电压的正序分量；Imax为故障时光伏输出的最大故障电流；Iamp.f为故障电流幅值；α为故障电流相角；k为无功补偿系数。
根据公式(1)分析，光伏微电网发生故障时，光伏微电网可用下图图2A-2B所示的等效模型进行分析。图中部分变量所代表的内容已在公式(1)中解释，下面对未解释的新变量进行解释：ZL为线路等效阻抗，ZS为***的等效正序阻抗，ΔI为电流故障分量。
在发生故障时，光伏需要发出无功功率来抑制电压的跌落，所以可以先分析光伏故障前后输出电压电流的变化情况。再根据光伏的输出情况分析母线电压与电流的变化，故障前后光伏输出电压向量与电流向量如图3所示。
图3A中Ud为故障前电压，此时输出有功电流为Id；U'd为故障后电压，电压相位滞后角度为θ；I'1、I'2为故障电流，故障电流范围是以Imax为半径的弧线所围成的扇形区域；ΔIf1、ΔIf2为电流故障分量。由图3A光伏故障前后输出的电压电流相量图可知，当配电网发生故障时，如果电压跌落较大，即U'd较小，电流故障分量ΔI和故障前电压Ud两个向量的相位差大于90°；如果电压跌落较小，即U'd较大，电流故障分量ΔI和故障前电压Ud两个向量的相位差小于90°。因此可以发现电压跌落的程度将影响输出电流的故障分量ΔI和故障前电压Ud的相位差。而且故障后电压有一个临界值如图3B所示，图中I'd、I'q分别为故障后电流I'所对应的有功和无功电流值，此时故障前电压Ud与故障电流分量ΔI的夹角为90°。
通过图3B，可以总结出如下关系：
由于|I'|＝Imax，所以：
根据规定，当电压跌落超过10％时，每超出1％的电压跌落，就需要提2％的无功电流与之相对应，其数学意义为：
式中k'≥2。把公式(4)带入到(3)得到正常运行时电压与临界电压值的关系：
根据分析结果可知，当故障后电压比临界电压值小的时候，光伏输出的电流故障分量ΔI与故障前电压Ud的相角差大于90°。故障后电压比临界电压值大的时候，光伏输出的电流故障分量ΔI和故障前电压Ud的相角差小于90°。通过光伏的输出电流故障特性分析，可以为微电网故障分析提供基础。
在步骤S120中，可以根据所述光伏输出的电流故障分量与故障前电压的相角关系，分析发生故障时独立分布式电源母线上所有分支馈线上的电流故障分量之间的相角关系，判断各分支馈线的故障状态。
在本示例的实施例中，所述方法还包括：
根据所述光伏输出的电流故障分量与故障前电压的相角关系，将发生故障时独立分布式电源母线上所有分支馈线上的电流故障分量进行两两比较，生成所述独立分布式电源母线上所有分支馈线上的电流故障分量之间的相角关系，通过分支馈线上的电流故障分量所在的相角区间，判断各分支馈线的故障状态。
在本示例的实施例中，所述方法还包括，基于公式
分析发生故障时独立分布式电源母线上所有分支馈线上的电流故障分量之间的相角关系；
其中，ΔIA1、ΔIA2、ΔIA3分别为微电网模型中的单个独立分布式电源母线A上三条分支馈线的电流故障分量。
在本示例的实施例中，通过构建简单微电网模型来分析故障特性。图4A是一个带有四条母线以及馈线和光伏并网运行的微电网。母线E连接着三条馈线E1、E2和E3。母线F连接着三条馈线F1、F2和F3。母线G连接着三条馈线G1、G2和G3。母线M连接着三条馈线M1、M2和M3。LD1、LD2和LD3为负载。IIDG1与IIDG2为独立分布式电源。
当F点发生故障时，该微电网的正序故障附加网络如图4B所示。图中ZS为***的等效正序阻抗；ΔIE1—ΔIE3、ΔIF1—ΔIF3、ΔIM1—ΔIM3、ΔIG1—ΔIG3为发生故障后不同母线处各馈线上的故障电流。Z1、Z2、Z3为负荷的正序阻抗。ΔUF为故障点的正序附加电压源；ZF为故障点过渡阻抗。ZAF、ZBF、ZEM、ZFG为不同母线之间线路的等效正序阻抗。ΔI1与ΔI2分别为IIDG1与IIDG2输出的电流故障分量。
在F点发生故障时，由于微电网与配电网并网运行，大电网能够提供电压支撑，所以母线E和母线M的电压降较小。但如果故障点离母线E很近，也可能出现母线E和母线M压降较大的情况。如果母线E和母线M电压降比较大，母线E处的分析结果类似于母线G，故本文主要分析母线E与母线M处电压降较小的情况。
由以上分析可知，F点发生故障时，母线M处IIDG2输出的电流故障分量ΔI2与故障前母线电压UM夹角小于90°。由图4B可知，ΔIM2＝-ΔI2，ΔIM3＝-ΔUM/Z2，ΔIM1＝-(ΔIM2+ΔIM3)，其中ΔUM为母线M处的正序电压故障分量，Z2为负荷的正序阻抗且为感性，所以ΔIM3与ΔUM夹角小于90°，处于第三象限。通过分析可以得到母线M处发生故障时电压分量和电流分量的相位关系如图5A所示。
由图4B对母线E进行分析，ΔIE3＝-ΔIM1，ΔIE1＝ΔUE/ZS，ΔIE2＝-(ΔIE1+ΔIE3)，其中ΔUE为母线E处的正序电压故障分量，***的等效正序阻抗ZS为感性，所以ΔIE1与ΔUE夹角小于90°，位于第三象限，由上述分析可以得到故障点F发生故障时母线E上故障电压分量和电流分量的相位关系，如图5B所示。
对母线F进行分析，由故障网络图可知ΔIF3＝-ΔIG1，所以先分析母线G上的故障电压分量与故障电流分量的相位关系。由图可知ΔIG2＝-ΔI1，ΔIG3＝ΔUG/Z1，ΔIG1＝-(ΔIG2+ΔIG3)，其中ΔUG为母线G处的正序电压故障分量，负荷的正序阻抗Z1为感性，所以ΔIG3与ΔUG夹角小于90°，处于第三象限。当F点发生故障时，母线G没有大电网的支撑，所以电压降落比较大，因此故障后电流ΔI1与故障前母线电压UG的夹角大于90°，所以ΔIG3位于第三象限。由故障分量图可得，发生故障后母线F各馈线故障分量的关系：ΔIF3＝-ΔIG1、ΔIF2＝ΔUF/Z3、ΔIF1＝-(ΔIF2+ΔIF3)。通过上述分析ΔIG1的故障向量方向已知。由上述分析可得母线F处各故障分量的相量图，如下图5C所示。
当F点故障时，通过母线E处和母线F处正序电流故障分量可知，故障点出现于母线E上馈线E2与母线F上馈线F1之间。
在图4A所示的微电网模型中设置故障。其中设置了4个故障点F1、F2、F3、F4，如图6A所示。图6B为图6A所示的微电网模型为F4点发生故障时的正序故障附加网络。图6B中ΔUF为故障点的正序附加电压源；ZF为故障点过渡阻抗；ZS为***的等效正序阻抗；Z11、Z12为线路的等效正序阻抗；ZEF、ZBF、ZFG为不同母线之间线路的等效正序阻抗。图6B中其余变量与上文中F点发生故障时，图4B所示微电网的正序故障附加网络中所存在的变量相同。
下面对各个故障点发生故障时母线E、母线F、母线G和母线M上的故障分量进行分析：当F1点发生故障的情况在图4时已经分析，不再赘述。
当F2点发生故障时，微电网的正序故障附加网络与F1点发生故障时分析过程类似，母线E、母线M处的电流相量图与F点故障时的相量图类似，这里不再赘述。对故障附加网络中母线G进行分析,当母线G电压下降比较小时,故障后电流ΔI1与故障前母线电压UG的夹角小于90°，所以ΔI1位于第四象限。由故障附加网络可知得图7所示。
对母线F进行分析,由故障附加网络知ΔIF1＝-ΔIE2、ΔIF3＝-ΔIG1、ΔIF2＝-(ΔIF1+ΔIF3),则母线F处故障电流分量如图8所示.
当F3点发生故障时,母线E和母线M处的正序故障相量的关系与图5B和图5A相似这里不在赘述。
由于母线F有大电网提供电压所以电压降落比较小，由正序电流故障分量图可得：ΔIF1＝-ΔIE2、ΔIF2＝ΔUF/Z3、ΔIF3＝-(ΔIF1+ΔIF2)，式中ΔIE3的相量类似于图8，这里不再赘述。其中ΔUF为母线F处的正序电压故障分量，负荷的正序阻抗Z3为感性，所以ΔIF2与ΔUF夹角小于90°，处于第三象限。由上述关系可得故障时母线F处故障电压分量故障电流分量相位关系，如图8所示。
当F4点发生故障时，正序故障附加网络如图6B所示。发生故障时，母线E、母线M、母线F处各故障分量的相量关系与前文分析的图5B、图5A与图9相似，就不再重复展示。
对母线G进行分析。由于母线G有大电网的支持，电压降落比较小，所以故障后电流ΔI1与故障前母线电压UG的夹角小于90°，所以ΔI1位于第四象限。由图6B可知，ΔIG2＝-ΔI1、ΔIG1＝-ΔIF3、ΔIG3＝-(ΔIG1+ΔIG2)。根据上述对ΔIG1、ΔIG2和ΔIG3的分析，可得到母线G上的故障电压分量故障电流分量相位关系如图10所示。
通过以上分析，当不同位置发生故障时，基于各故障分量之间的相位关系，就可得出一条母线上所有分支馈线上的正序故障电流分量之间的相角关系。当微电网正常工作时，任意两个馈线上电流分量相角差值在0°到90°之间。当微电网发生故障时故障电流的相角与正常电流的相角之间的差值在90°到180°之间。假设母线A有三条分支馈线，分别为ΔIA1、ΔIA2、ΔIA3。当A3母线发生故障时，首先提取三条馈线上的故障电流分量相角，化简至-180°到180°之间。取其中一条分支馈线上的故障电流分量相角与另外两条馈线的故障电流分量相角做差再取绝对值。可根据式(6)，判断不同馈线的相量角度差。
在步骤S130中，可以当微电网母线电压跌落大于预设幅度时，启动故障线路判定，根据对各分支馈线的故障状态判断，判定故障线路，并启动故障线路保护。
在本示例的实施例中，所述方法还包括：
当微电网母线电压跌落大于原电压值10％时，启动故障线路判定，根据对各分支馈线的故障状态判断，判定故障线路，并启动故障线路保护。
在本示例的实施例中，所述方法还包括：
当微电网母线电压跌落大于预设幅度时，启动故障线路判定，根据对各分支馈线的故障状态判断，并对判定为故障线路的线路发出跳闸信号。
在本示例的实施例中，所述方法还包括：
在对判定为故障线路的线路发出跳闸信号的同时，对所述故障线路的对侧线路发出跳闸信号，并接收对侧线路发送的跳闸信号，所接收到对侧线路发送的跳闸信号，则执行跳闸动作。
在本示例的实施例中，如图11所示，为微电网保护***配置图，本公开提出的微电网保护***采用集中-分布式保护方案，单元保护模块(unit protection)分布在母线节点处，测量各个馈线上的电流信息。与传统的单元保护模块中各条馈线上都需要装设量测装置相比，本公开所提出的保护新方法仅需要在并网母线处安装一个电压互感器，不需要在每一个节点处安装电压互感器，可以降低一定的成本。如图12所示，为跳闸信号触发模块示意图，单元保护模块中，从并网母线处获取电流信息，提取正序故障电流分量。一旦微电网并网母线处发生电压跌落，会传递信息给单元保护模块，启动故障线路判断，定位故障馈线。两个相邻的单元保护模块之间可通过通信联络线传递保护信息。
在本示例的实施例中，故障线路判定依据为：母线上电压发生跌落且跌落值超过原电压值10％。当满足故障线路判定依据时，启动故障判定。故障判断流程如图13所示。
首先提取母线对应馈线上的故障电流分量相角，转换到-180°到180°之间。取其中一条馈线上的故障电流分量相角与其他馈线的故障电流分量相角做差再取绝对值。根据下式表示：
|α|＝|arg(ΔIY)-arg(ΔIYn)| (7)
其中α为相角差，ΔIY为被检测线路，ΔIYn为母线X上除被检测线路以外的其他线路。如果上述公式计算结果都在90°到180°之间，则分支馈线为故障线路，故障状态判据输出为-1。反之，分支馈线为健康线路，故障状态判据输出为1。启动判据后，开始同时检测母线上所有分支馈线的出线方向是否有故障。若为故障线路，则发出跳闸信号。同时向对侧发出跳闸信号，发出信号的同时若收到对侧发来的跳闸信号，那么直接跳闸，反之则不跳。
需要说明的是，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开中方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等。
此外，在本示例实施例中，还提供了一种考虑光伏低电压穿越特性的交流微电网保护装置。参照图14所示，该考虑光伏低电压穿越特性的交流微电网保护装置400可以包括：相角关系分析模块410、故障状态判定模块420以及故障保护模块430。其中：
相角关系分析模块410，基于微电网模型中的单个独立分布式电源，分析所述独立分布式电源在发生故障时的光伏低电压穿越特性，判断电压跌落的不同幅度下，光伏输出的电流故障分量与故障前电压的相角关系；
故障状态判定模块420，根据所述光伏输出的电流故障分量与故障前电压的相角关系，分析发生故障时独立分布式电源母线上所有分支馈线上的电流故障分量之间的相角关系，判断各分支馈线的故障状态；
故障保护模块430，当微电网母线电压跌落大于预设幅度时，启动故障线路判定，根据对各分支馈线的故障状态判断，判定故障线路，并启动故障线路保护。
上述中各考虑光伏低电压穿越特性的交流微电网保护装置模块的具体细节已经在对应的考虑光伏低电压穿越特性的交流微电网保护方法中进行了详细的描述，因此此处不再赘述。
应当注意，尽管在上文详细描述中提及了考虑光伏低电压穿越特性的交流微电网保护装置400的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本公开的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。
此外，在本公开的示例性实施例中，还提供了一种能够实现上述方法的电子设备。
所属技术领域的技术人员能够理解，本发明的各个方面可以实现为***、方法或程序产品。因此，本发明的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施例、完全的软件实施例(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施例，这里可以统称为“电路”、“模块”或“***”。
下面参照图15来描述根据本发明的这种实施例的电子设备500。图15显示的电子设备500仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图15所示，电子设备500以通用计算设备的形式表现。电子设备500的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理单元510、上述至少一个存储单元520、连接不同***组件(包括存储单元520和处理单元510)的总线530、显示单元540。
其中，所述存储单元存储有程序代码，所述程序代码可以被所述处理单元510执行，使得所述处理单元510执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本发明各种示例性实施例的步骤。例如，所述处理单元510可以执行如图1中所示的步骤S110至步骤S130。
存储单元520可以包括易失性存储单元形式的可读介质，例如随机存取存储单元(RAM)5201和/或高速缓存存储单元5202，还可以进一步包括只读存储单元(ROM)5203。
存储单元520还可以包括具有一组(至少一个)程序模块5203的程序/实用工具5204，这样的程序模块5205包括但不限于：操作***、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
总线550可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储单元总线或者存储单元控制器、***总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。
电子设备500也可以与一个或多个外部设备570(例如键盘、指向设备、蓝牙设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备500交互的设备通信，和/或与使得该电子设备500能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口550进行。并且，电子设备500还可以通过网络适配器560与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器560通过总线550与电子设备500的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备500使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID***、磁带驱动器以及数据备份存储***等。
通过以上的实施例的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施例可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本公开实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、终端装置、或者网络设备等)执行根据本公开实施例的方法。
在本公开的示例性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有能够实现本说明书上述方法的程序产品。在一些可能的实施例中，本发明的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当所述程序产品在终端设备上运行时，所述程序代码用于使所述终端设备执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本发明各种示例性实施例的步骤。
参考图16所示，描述了根据本发明的实施例的用于实现上述方法的程序产品600，其可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序代码，并可以在终端设备，例如个人电脑上运行。然而，本发明的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行***、装置或者器件使用或者与其结合使用。
所述程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的***、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行***、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
此外，上述附图仅是根据本发明示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。易于理解，上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外，也易于理解，这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其他实施例。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限。

Claims (6)

1.一种考虑光伏低电压穿越特性的交流微电网保护方法，其特征在于，所述方法包括：
基于微电网模型中的单个独立分布式电源，分析所述独立分布式电源在发生故障时的光伏低电压穿越特性，判断电压跌落的不同幅度下，光伏输出的电流故障分量与故障前电压的相角关系；
根据所述光伏输出的电流故障分量与故障前电压的相角关系，分析发生故障时独立分布式电源母线上所有分支馈线上的电流故障分量之间的相角关系，判断各分支馈线的故障状态；基于公式
分析发生故障时独立分布式电源母线上所有分支馈线上的电流故障分量之间的相角关系；其中，ΔIA1、ΔIA2、ΔIA3分别为微电网模型中的单个独立分布式电源母线A上三条分支馈线的电流故障分量；
当微电网母线电压跌落大于预设幅度时，启动故障线路判定，根据对各分支馈线的故障状态判断，判定故障线路，并启动故障线路保护。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述光伏输出的电流故障分量与故障前电压的相角关系，将发生故障时独立分布式电源母线上所有分支馈线上的电流故障分量进行两两比较，生成所述独立分布式电源母线上所有分支馈线上的电流故障分量之间的相角关系，通过分支馈线上的电流故障分量所在的相角区间，判断各分支馈线的故障状态。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在对判定为故障线路的线路发出跳闸信号的同时，对所述故障线路的对侧线路发出跳闸信号，并接收对侧线路发送的跳闸信号，所接收到对侧线路发送的跳闸信号，则执行跳闸动作。
4.一种考虑光伏低电压穿越特性的交流微电网保护装置，其特征在于，所述装置包括：
相角关系分析模块，基于微电网模型中的单个独立分布式电源，分析所述独立分布式电源在发生故障时的光伏低电压穿越特性，判断电压跌落的不同幅度下，光伏输出的电流故障分量与故障前电压的相角关系；
故障状态判定模块，根据所述光伏输出的电流故障分量与故障前电压的相角关系，分析发生故障时独立分布式电源母线上所有分支馈线上的电流故障分量之间的相角关系，判断各分支馈线的故障状态；基于公式
分析发生故障时独立分布式电源母线上所有分支馈线上的电流故障分量之间的相角关系；其中，ΔIA1、ΔIA2、ΔIA3分别为微电网模型中的单个独立分布式电源母线A上三条分支馈线的电流故障分量；
故障保护模块，当微电网母线电压跌落大于预设幅度时，启动故障线路判定，根据对各分支馈线的故障状态判断，判定故障线路，并启动故障线路保护。
5.一种电子设备，其特征在于，包括
处理器；以及
存储器，所述存储器上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时实现根据权利要求1至3中任一项所述的方法。
6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现根据权利要求1至3中任一项所述方法。
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