應im)傳送指令,IED所在單元斷路器也不 采取任何動作^1= 1時,向對應IH)傳送跳閘指令,IED驅動所在單元斷路器瞬時跳閘;P i =2時,向對應IED傳送跳閘指令,IED驅動所在單元斷路器延時Δ t跳閘。
[0038] 其中,通過以下方法得到所述區域以及區域控制中心:
[0039] 定義從系統電源往線路末端的方向為正方向,系統電源側為上游,線路末端為下 游,以母線為節點,支路為邊形成sXs矩陣D描述網絡結構:
[0041] 其中:節點i、j之間存在支路連接時(^j= 1,i辛j ;節點i為多分支或三分支節 點時Cl11= 1,多分支指的是大于三分支的情況;其余矩陣元素為零,s為配電網中包含的節 點總數;
[0042] 保留對角線一側的元素,另一側元素清零,以減少數據的存儲和計算量;
[0043] 遍歷網絡節點,搜索形成以區域為單位的節點集以及節點的鏈接關系,所述區域 滿足以下條件:
[0044] (1)區域的邊界節點是多分支或三分支節點;
[0045] (2)區域是兩個多分支或三分支節點確定的支路所包含的節點集或是邊緣三分支 節點下游支路所包含的節點集;
[0046] 區域劃分完成后,隨機指定區域內的任一 IED作為該區域的區域控制中心。
[0047] 當有分布式電源DG投入或切除時,修整所述區域:若節點切除DG,且分支數< 3, 將以此節點為首節點的區域合并至以此節點為末節點的區域;若節點投入DG,則以此節點 分別作為區域末節點和區域首節點將原節點所在區域一分為二。
[0048] 本發明實現了主后備保護一體化以及防止故障切除后分布式電源做非計劃孤島 運行,增強了保護系統的可靠性。
【附圖說明】
[0049] 圖1是本發明提出的一種繼電保護方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0050] 下面將結合本發明的附圖,對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述。這里將詳 細地對示例性實施例進行說明,其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時,除非另有表 示,不同附圖中的相同數字表示相同或相似的要素。以下示例性實施例中所描述的實施方 式并不代表與本發明相一致的所有實施方式。相反,它們僅是與如所附權利要求書中所詳 述的、本發明的一些方面相一致的裝置和方法的例子。
[0051] 參見圖1,本發明提出的一種繼電保護方法,應用于含有分布式電源的配電網中, 包括:
[0052] 步驟100,以區域內的中心變電站為區域控制中心構建區域集中式保護系統結 構;
[0053] 配電網通常呈單電源輻射型結構,由大電網單端提供電能;分區域管理,區域之間 一般不存在復雜的電路耦合關系。配電網通信系統也是基于其網絡結構特點構建的,通常, 在某一區域中會存在一個重要的變電站,以此為中心對所屬區域配電網進行全局監控。
[0054] 步驟200,區域內各饋線保護智能終端設備IED獨立采集故障信息并進行計算,將 故障信息轉化為邏輯信息,然后向區域控制中心上傳邏輯信息;
[0055] 步驟300,區域控制中心根據故障元件識別算法處理各IED上傳的邏輯信息并得 到相應決策結果,然后向區域內各IED發送決策命令,驅動動作。
[0056] -方面,充分利用集中式保護系統結構的優點,方便實現主后備保護一體化;另一 方面,綜合各方面的因素,合理控制區域規模、優化信息采集,以降低對控制中心的負擔,保 證控制中心能夠安全穩定運行。
[0057] 其中,配電網的各線路出口處均安裝了斷路器,分布式電源上游電網側的保護都 是具有方向性的。
[0058] 線路發生故障后,各線路端口處安裝的分布式IED進行故障檢測,若檢測到故障 發生,則向區域控制中心傳送數字信號1,即故障信號;區域控制中心匯集保護區域內各 IH)所傳送過來的信息,利用故障元件識別算法判斷出故障元件,隨后向相關IED發出動作 信息,驅動斷路器跳閘,從而實現主后備保護一體化。
[0059] 配電網饋線上一般不裝設PT,通常利用電流互感器測量線路上的電流信息,因此, 研究基于故障電流信息來檢測故障的方法具有重要的實用價值,本發明利用過流信息來進 行故障檢測。
[0060] I,表示IED的檢測信號,有故障電流時為1 (為滿足選擇性要求,某些保護還要求 具有方向性,因此這些IH)只有檢測到正向故障電流時,檢測信號才為1,通過增加 PT元件 來檢測故障方向),否則為0。對于過流信息的檢測方法,可由第j個IH)采集到的故障電 流//和電流整定值 < 相比較而得:
[0062] 因為只需要反應有故障電流流過,不要求元件之間電流整定值的配合,所以的 大小只需要按躲正常運行時的過負荷電流來整定。對于非分布式電源連接支路,上述方法 一方面可以增加故障檢測的靈敏性,另一方面可以有效解決分布式電源接入后故障電流呈 現的"多態性"問題,因為是按躲過負荷電流進行整定,所以故障時,分布式電源即使不向故 障點提供短路電流,大電網提供的故障電流也足夠保證過流信息檢測的靈敏性。
[0063] 控制中心收集區域內各IED傳送過來的故障信號,建立故障信息矩陣。故障信息 矩陣反應區域內斷路器是否有流過故障電流的情況。
[0064] 具體故障識別算法為:
[0065] 1)構建區域內的配電網網絡拓撲結構矩陣T。把區域內的每個斷路器開關當作一 個節點來處理,并對它們依次進行編號。在此基礎上,由決策主機生成故障區域內的網絡拓 撲結構矩陣T。對于有η個節點的故障區域,其T矩陣為n*n的方陣,T矩陣元素的生成原 則為:
[0067] 2)構建故障信息矩陣F。F矩陣主要反應故障發生后,IED檢測到的故障信息。規 定F為l*n的行序列,元素匕的生成原則為:
[0069] 3)修正故障信息矩陣F得到矩陣F';
[0070] 修正F矩陣中本線路故障時,相鄰線路開關發送的故障信號,使其在修正后的F' 矩陣中對應的元素為0 ;
[0071] 4)得到故障元件識別矩陣為:
[0072] p = TXF'T
[0073] 根據矩陣P識別故障元件,對于矩陣P中各元素的結果做如下解釋=P1= 0時,表 示該斷路器所在線路沒有故障;P1= 1時,表示該斷路器所在線路發生故障;P 2時,表 示該斷路器所在線路的相鄰線路發生故障,其中,?1表示矩陣P中第i行各元素的和。
[0074] 控制中心根據故障元件識別矩陣P的信息向區域內各IED傳送控制信號,驅動所 在單元斷路器跳閘=P1= 0時,不向對應IH)傳送指令,IED所在單元斷路器也不采取任何 動作;Pi= 1時,向對應IED傳送跳閘指令,IED驅動所在單元斷路器瞬時跳閘;P ;= 2時, 向對應IED傳送跳閘指令,IED驅動所在單元斷路器延時At跳閘。該保護跳閘方案可實 現主后備保護一體化以及防止分布式電源在故障切除后做非計劃孤島運行。A t可以根據 實際情況設定。
[0075] 就保護而言,接受故障信息的范圍并非越大越好,主要出于兩方面原因:1.接收 和處理大范圍的信息不易滿足保護的快速性要求;2.故障可能只對局部范圍產生影響,而 該范圍的故障信息對于故障判斷至關重要,該范圍以外信息則無關緊要。實際應用中,盲目 地大范圍交換信息無疑會增加通信系統負擔,降低通信系統的可靠性,對于保護系統也無 意義。要使各IH)快速、可靠地工作,必須規定IED的信息交換范圍,通過故障時一定區域 內的IH)信息交換定位故障。下面將對IED關聯區域(下文簡稱關聯區域)的劃分進行說 明。以便對本發明上述以中心變電站為區域中心的方案進行進一步改進。
[0076] 分析一個配電網絡,首先要根據相關網絡數據建立各節點間的拓撲關系。本發明 定義從系統電源往線路末端的方向為正方向,系統電源側為上游,線路末端為下游。以母線 為節點,支路為邊形成sXs矩陣D描述網絡結構(規定同一支路下游節點編號大于上游節 點,以確立唯一的遍歷方向,避免關聯區域的重復劃分):
[0078] 其中:節點i、j之間存在支路連接時(Iu= I (i辛j);節點i為多分支或三分支節 點時Cl11= 1 ;其余矩陣元素為零,s為配電網中包含的節點總數,多分支指的是大于三分支 的情況。
[0079] 由矩陣元素定義可知,矩陣D為對稱陣,故只需保留對角線一側的元素,另一側元 素可清零,以減少數據的存儲和計算量。
[0080] 網絡描述矩陣僅指明了節點類型及其相互關系,而關聯區域劃分需要遍歷網絡節 點,搜索形成以區域為單位的