CN116404607A - 基于分布式电源特征信号注入的配电网自适应重合闸方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于分布式电源特征信号注入的配电网自适应重合闸方法。所述方法包括以下步骤：线路发生故障后，保护装置动作跳开故障点相邻的电源侧开关，故障线路的分布式电源脱网；分布式电源注入特征信号；分布式电源基于特征信号相间阻抗的不平衡度识别故障是否存在，当故障存在时，分布式电源输出特征信号的持续时间设置为T1；当故障不存在时，分布式电源输出特征信号的持续时间设置为T2；保护装置检测到特征信号，在满足重合闸动作条件时，重合跳开的线路开关。本发明可以实现故障性质的准确判断，提高电缆线路和混合线路重合闸的普及率和动作准确率，避免重合于故障带来的二次冲击，有效提高供电可靠性。

Description

基于分布式电源特征信号注入的配电网自适应重合闸方法
技术领域
本发明涉及继电保护技术领域，具体的说是一种基于分布式电源特征信号注入的配电网自适应重合闸方法。
背景技术
随着新型电力***的构建和整县光伏建设的推进，分布式电源大量接入配电网，为配电网***带来了大量灵活可控的变流器设备，对配电网继电保护产生了巨大的影响，同时也为配电网继电保护从传统的“被动式”向“主动式”故障检测带来了新的思路。
目前，配电网中架空线路投入重合闸功能，发生瞬时性故障时，线路重合闸动作，可以恢复***供电，然而当发生永久性故障时，重合闸可能造成对用电设备的冲击；对于电缆线路，一般不投入重合闸，考虑到永久性故障比较多，即使发生了瞬时性故障也将线路停用，导致负荷转供过程中出现用户停电。因此需要对配电网线路的重合闸进行精细化管理，准确识别故障为瞬时性故障还是永久性故障，根据故障类型判别是否需要重合闸。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明要解决的技术问题是提供一种基于分布式电源特征信号注入的配电网自适应重合闸方法。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种基于分布式电源特征信号注入的配电网自适应重合闸方法，包括以下步骤：
线路发生故障后，保护装置动作跳开故障点相邻的电源侧开关，故障线路的分布式电源脱网；
分布式电源注入特征信号；
分布式电源基于特征信号相间阻抗的不平衡度识别故障是否存在，当故障存在时，分布式电源输出特征信号的持续时间设置为T1；当故障不存在时，分布式电源输出特征信号的持续时间设置为T2；
保护装置检测到特征信号，在满足重合闸动作条件时，重合跳开的线路开关。
所述特征信号采用三相高次谐波电压信号，幅值取(2％～5％)Un，其中Un为额定电压。
所述分布式电源注入特征信号采用快速启动方法：分布式电源脱网时不跳开并网断路器，仅封锁控制脉冲，停止工频功率输出，并经延时Tn后输出特征信号。
所述分布式电源注入特征信号后，跳开并网断路器。
所述分布式电源注入特征信号，具体为：
选取单台分布式电源启动注入特征信号，其他分布式电源不注入特征信号。
所述分布式电源基于特征信号相间阻抗的不平衡度识别故障是否存在，具体为：
Figure BDA0004199083930000021
Figure BDA0004199083930000022
Figure BDA0004199083930000023
其中，Zab、Zbc、Zca为特征信号相间阻抗，kset为不平衡门槛；
当公式(1)、(2)、(3)均满足时，判定故障不存在，否则判定故障存在。
所述kset取0.1。
所述T1取值20ms～50ms。
所述T2取值100ms～200ms。
所述重合闸动作条件为：
特征信号大于最小检测门槛Uset1，且持续时间达到T2；同时，工频电压小于无压门槛Uset2。
本发明具有以下优点及有益效果：
本发明在线路故障保护装置跳闸后，分布式电源基于故障存续情况注入不同时间尺度的特征信号，保护装置检测特征信号，并在故障消失后重合线路，实现供电恢复。可以有效提高重合闸的普及率和动作准确率，避免重合于故障带来的二次冲击，提高供电可靠性。
附图说明
图1是本发明方法的应用***架构图；
图2是本发明实施例的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。
本发明的一种基于分布式电源特征信号注入的配电网自适应重合闸方法，可以有效提高配电网的供电可靠性。以附图1的***架构图为例，对工作流程进行阐述。
1)分布式电源1、2、3的注入启动延时分别设置为1s、2s和3s。
2)线路在F点发生故障后，保护装置P1动作跳开故障点相邻的电源侧开关A。
3)故障线路的分布式电源1、2、3脱网。
4)脱网后，分布式电源1检测***上无特征信号，经1s延时后，启动注入特征信号；分布式电源2、3检测到***上存在特征信号，则不再启动。
选取单台分布式电源启动注入特征信号，其他分布式电源不注入特征信号，具体为：
对于架空线路，每个分区选定一个分布式电源作为注入源；对于电缆线路，每段母线选定一个分布式电源作为注入源；
同一条环线上，不同分布式电源的注入启动延时Tn不同，不同Tn之间的级差ΔT大于不同分布式电源之间的脱网时间差异，且Tn大于故障熄弧时间；
分布式电源检测***上的特征信号，当任一相有特征信号时，分布式电源不再启动注入，原来已经启动注入的分布式电源继续注入。
5)分布式电源基于特征信号相间阻抗的不平衡度识别故障是否存在，当故障存在时，分布式电源输出特征信号的持续时间设置为T1；当故障不存在时，分布式电源输出特征信号的持续时间设置为T2。
分布式电源基于特征信号相间阻抗Zab、Zbc、Zca的不平衡度识别故障是否存在。计算公式为：
Figure BDA0004199083930000041
Figure BDA0004199083930000042
Figure BDA0004199083930000043
当式(1)、(2)、(3)均满足时，判定故障不存在，否则判定故障存在。其中为kset为不平衡门槛，一般取0.1。
若故障为永久性故障，保护装置检测到的特征信号持续时间为T1，此时闭锁重合闸。
T1的设置应考虑逆变器的故障耐受程度和保护装置的可靠检测，取值20ms～50ms。T2的设置应考虑与T1的明显差异以及特征信号对负荷的影响，取值100ms～200ms。
6)保护装置检测到特征信号，且满足如下重合闸动作条件时，重合跳开的线路开关：
①特征信号大于最小检测门槛Uset1，且持续时间达到T2；
②工频电压小于无压门槛Uset2。
其中，特征信号采用三相高次谐波电压信号，幅值一般取(2％～5％)Un，Un为额定电压，本实施例中取57.735V。
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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于分布式电源特征信号注入的配电网自适应重合闸方法，其特征在于，包括以下步骤：
线路发生故障后，保护装置动作跳开故障点相邻的电源侧开关，故障线路的分布式电源脱网；
分布式电源注入特征信号；
分布式电源基于特征信号相间阻抗的不平衡度识别故障是否存在，当故障存在时，分布式电源输出特征信号的持续时间设置为T1；当故障不存在时，分布式电源输出特征信号的持续时间设置为T2；
保护装置检测到特征信号，在满足重合闸动作条件时，重合跳开的线路开关。
2.根据权利要求1所述的一种基于分布式电源特征信号注入的配电网自适应重合闸方法，其特征在于，所述特征信号采用三相高次谐波电压信号，幅值取(2％～5％)Un，其中Un为额定电压。
3.根据权利要求1所述的一种基于分布式电源特征信号注入的配电网自适应重合闸方法，其特征在于，所述分布式电源注入特征信号采用快速启动方法：分布式电源脱网时不跳开并网断路器，仅封锁控制脉冲，停止工频功率输出，并经延时Tn后输出特征信号。
4.根据权利要求3所述的一种基于分布式电源特征信号注入的配电网自适应重合闸方法，其特征在于，所述分布式电源注入特征信号后，跳开并网断路器。
5.根据权利要求3所述的一种基于分布式电源特征信号注入的配电网自适应重合闸方法，其特征在于，所述分布式电源注入特征信号，具体为：
选取单台分布式电源启动注入特征信号，其他分布式电源不注入特征信号。
6.根据权利要求1所述的一种基于分布式电源特征信号注入的配电网自适应重合闸方法，其特征在于，所述分布式电源基于特征信号相间阻抗的不平衡度识别故障是否存在，具体为：
Figure FDA0004199083920000021
Figure FDA0004199083920000022
Figure FDA0004199083920000023
其中，Zab、Zbc、Zca为特征信号相间阻抗，kset为不平衡门槛；
当公式(1)、(2)、(3)均满足时，判定故障不存在，否则判定故障存在。
7.根据权利要求6所述的一种基于分布式电源特征信号注入的配电网自适应重合闸方法，其特征在于，所述kset取0.1。
8.根据权利要求1所述的一种基于分布式电源特征信号注入的配电网自适应重合闸方法，其特征在于，所述T1取值20ms～50ms。
9.根据权利要求1所述的一种基于分布式电源特征信号注入的配电网自适应重合闸方法，其特征在于，所述T2取值100ms～200ms。
10.根据权利要求1所述的一种基于分布式电源特征信号注入的配电网自适应重合闸方法，其特征在于，所述重合闸动作条件为：
特征信号大于最小检测门槛Uset1，且持续时间达到T2；同时，工频电压小于无压门槛Uset2。
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