本發明專利技術涉及電力系統保護技術領域，涉及一種基于測量阻抗幅相變化量的微電網保護方法，針對含有逆變型分布式電源（IIDG）的微電網保護問題，提出了一種基于測量阻抗幅相變化量的保護方法。該方法通過實時采集微電網中保護線路兩端的電壓和電流測量值，利用電壓跌落和相電流突變量啟動判據判斷故障，并結合零序電流檢測結果調整測量阻抗模值判據。當滿足模值判據時，采用相角判據進一步確定故障區段。若通信失敗或數據丟失，則啟動自適應過電流后備保護或零序電流測度進行故障定位。本發明專利技術能夠適應微電網并網、離網兩種運行方式，準確判斷故障類型和故障區段，確保微電網的安全穩定運行，提高了保護的靈敏性和選擇性，具有重要的實際應用價值。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電力系統保護，尤其涉及一種基于測量阻抗幅相變化量的微電網保護方法。
技術介紹
1、電網正積極向創新結構形態與高效運行模式轉型，其中，以消納新能源為核心的智能微電網成為發展的關鍵路徑。微電網作為由分布式電源與本地負荷構成的微型電力系統，不僅直接服務于用戶電能需求，還承載著能源結構優化的重任。然而，微電網中廣泛應用的逆變型分布式電源(iidg)因其特有的波動性、間歇性和非線性特征，加之微電網并網與離網雙模式運行帶來的復雜故障場景，對傳統保護方案的選擇性、靈敏度和速動性構成了嚴峻挑戰。
2、當前，微電網保護策略主要圍繞基于就地信息量與基于通信的兩大方向展開，但都存在局限；其中，基于就地信息量的保護方法側重于利用本地測量數據，通過對傳統保護技術的改造或升級，實現微電網保護。其優勢在于實施簡便、成本效益高，且無需依賴通信。然而，iidg的接入加劇了故障特性的復雜性與場景的多樣性，使得僅憑就地信息難以全面應對微電網的各類故障情況。
3、基于通信的保護方法通過集中處理微電網內外各節點的信息，依靠故障信息的對比分析實現精確定位。多端信息交互策略雖有效，但高度依賴通信網絡的完善與穩定性，且隨著微電網規模的擴大，通信負擔與成本也隨之增加。盡管如此，隨著通信技術的不斷進步，基于通信的保護方法展現出更強的適應性與潛力。
4、綜上所述，針對iidg接入后微電網故障特性的深入研究，以及開發能夠適應微電網并網與離網雙模式運行的高效保護方法顯得尤為重要。
技術實現思路
1、本專利技術提供了一種基于測量阻抗幅相變化量的微電網保護方法，可有通過精細化的故障特征識別與快速響應機制，有效提升微電網保護的性能與可靠性。
2、為了達到上述目的，本專利技術所采用的技術方案是：
3、一種基于測量阻抗幅相變化量的微電網保護方法，包括以下步驟：
4、實時采集微電網中保護線路兩端的電壓測量值和電流測量值；
5、通過保護啟動判據分別評估電壓測量值和電流測量值，并確定保護線路是否故障；
6、基于電壓測量值和電流測量值計算保護線路兩端的測量阻抗，并進行零序電流檢測；
7、基于零序電流的檢測結果確定保護線路兩端測量阻抗的模值判據；
8、若滿足模值判據，通過相角判據對故障前后測量阻抗相角差進行篩選判斷，確定故障區段并隔離故障；
9、若無法讀取保護線路兩端的測量值，則啟動過電流后備保護。
10、進一步的，通過保護啟動判據分別評估電壓測量值和電流測量值，包括以下步驟：
11、通過設置電壓跌落閾值評估電壓測量值，具體采用如下電壓跌落啟動判據：
12、δu>10％un；
13、其中，δu為電壓跌落值，un為額定電壓；
14、通過設置相電流突變量閾值評估電流測量值，具體采用如下相電流突變量啟動判據：
15、δi≥ksin；
16、其中，δi＝||i(k)-i(k-n)|-|i(k-n)-i(k-2n)||，i(k)為當前k時刻相電流采樣值；n為每個周波的采樣點數，in為額定電流有效值，ks為啟動系數；
17、當電壓跌落和相電流突變量分別滿足電壓跌落啟動判據和相電流突變量啟動判據時，則確定保護線路故障。
18、進一步的，實時采集微電網中保護線路兩端的電壓測量值和電流測量值，包括采集母線a端電壓流過a端線路電流母線b端電壓流過b端線路電流
19、進一步的，基于零序電流的檢測結果確定保護線路兩端測量阻抗的模值判據，包括以下步驟：
20、若未檢測到零序電流，測量阻抗的模值判據如下式所示：
21、|zm|>zset；
22、若檢測到零序電流，測量阻抗的模值判據如下式所示：
23、km|zm|>zset；
24、其中，|zm|為故障前后測量阻抗模值變化量，zset為阻抗閾值，km為補償系數。
25、進一步的，計算測量阻抗的補償系數km，包括母線a端的阻抗模值補償系數kam和母線b端的阻抗模值補償系數kbm，其中以母線a端為例計算，包括以下步驟：
26、獲取存在過渡電阻且保護線路f1處發生故障時母線a端和母線b端的測量電壓，兩端母線測量電壓獲取方法相同，以母線a端為例，具體采用如下公式：
27、
28、其中，zaf1為母線a端到故障點f1的線路阻抗；
29、獲取母線a端的測量阻抗zam，具體采用如下公式：
30、
31、其中，為測量電流的零序分量，母線a端到故障點f1的線路阻抗的正、負、零序分量分別為z1、z2、z0，且z1＝z2，k為零序電流補償系數，k＝(z0-z1)/3z1；
32、獲取母線a端的阻抗模值補償系數kam，具體采用如下公式：
33、
34、其中，θm為不考慮過渡電阻時f1處發生故障時測量阻抗的相角，θam為測量阻抗zam的相角，α為附加阻抗角。
35、進一步的，保護線路兩端母線測量阻抗的相角判據，如下式所示：
36、或
37、其中，故障區段兩端母線處測量阻抗角的差值分別為0和180°，為測量過程中相角偏差角度。
38、進一步的，當無法讀取保護線路兩端的測量值，啟動過電流后備保護，包括以下步驟：
39、對應短路故障采用自適應過電流保護策略，具體采用如下動作電流計算公式：
40、
41、其中，為保護動作電流，kz為可靠系數，取值1.1～1.2，為母線a端的正序電壓，z11為故障點f1到母線a端的等效阻抗，z4為故障點下游線路等效阻抗；
42、對應單相接地故障，采用零序電流幅值和相位信息的零序電流測度進行故障定位，零序電流測度計算采用如下公式：
43、ti＝i0sign(sinδ)；
44、其中，ti為零序電流測度，i0為線路的零序電流模值，δ為零序電流相對于中性點電壓的角度，當某條線路的ti＜0且零序電流模值i0最大，表示該條線路故障。
45、一種基于測量阻抗幅相變化量的微電網保護裝置，包括：
46、數據采集模塊，用于實時采集微電網中保護線路兩端的電壓測量值和電流測量值；
47、保護啟動判斷模塊，用于通過保護啟動判據分別評估電壓測量值和電流測量值，并確定保護線路是否故障；
48、阻抗與零序電流計算模塊，用于基于電壓測量值和電流測量值計算保護線路兩端的測量阻抗，并進行零序電流檢測；
49、模值判據確定模塊，用于基于零序電流的檢測結果確定保護線路兩端測量阻抗的模值判據；
50、故障判斷與隔離模塊，用于在滿足模值判據時，通過相角判據對故障前后測量阻抗相角差進行篩選判斷，確定故障區段并隔離故障；
51、后備保護模塊，用于在無法讀取保護線路兩端的本文檔來自技高網
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【技術保護點】
1.一種基于測量阻抗幅相變化量的微電網保護方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于測量阻抗幅相變化量的微電網保護方法，其特征在于，所述實時采集微電網中保護線路兩端的電壓測量值和電流測量值，包括采集母線A端電壓流過A端線路電流母線B端電壓流過B端線路電流
3.根據權利要求1所述的基于測量阻抗幅相變化量的微電網保護方法，其特征在于，所述通過保護啟動判據分別評估電壓測量值和電流測量值，包括以下步驟：
4.根據權利要求1所述的基于測量阻抗幅相變化量的微電網保護方法，其特征在于，所述基于零序電流的檢測結果確定保護線路兩端測量阻抗的模值判據，包括以下步驟：
5.根據權利要求4所述的基于測量阻抗幅相變化量的微電網保護方法，其特征在于，計算測量阻抗的補償系數Km，包括母線A端的阻抗模值補償系數KAm和母線B端的阻抗模值補償系數KBm，其中以母線A端為例計算，包括以下步驟：
6.根據權利要求4所述的基于測量阻抗幅相變化量的微電網保護方法，其特征在于，保護線路兩端母線測量阻抗的相角判據，如下式所示：
7.根據權利要求1所述的基于測量阻抗幅相變化量的微電網保護方法，其特征在于，當無法讀取保護線路兩端的測量值，啟動過電流后備保護，包括以下步驟：
8.一種基于測量阻抗幅相變化量的微電網保護裝置，其特征在于，包括：
9.一種計算機設備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述計算機程序時實現權利要求1至7中任一項所述的基于測量阻抗幅相變化量的微電網保護方法的步驟。
10.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執行時實現權利要求1至7中任一項所述的基于測量阻抗幅相變化量的微電網保護方法的步驟。
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【技術特征摘要】
1.一種基于測量阻抗幅相變化量的微電網保護方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于測量阻抗幅相變化量的微電網保護方法，其特征在于，所述實時采集微電網中保護線路兩端的電壓測量值和電流測量值，包括采集母線a端電壓流過a端線路電流母線b端電壓流過b端線路電流
3.根據權利要求1所述的基于測量阻抗幅相變化量的微電網保護方法，其特征在于，所述通過保護啟動判據分別評估電壓測量值和電流測量值，包括以下步驟：
4.根據權利要求1所述的基于測量阻抗幅相變化量的微電網保護方法，其特征在于，所述基于零序電流的檢測結果確定保護線路兩端測量阻抗的模值判據，包括以下步驟：
5.根據權利要求4所述的基于測量阻抗幅相變化量的微電網保護方法，其特征在于，計算測量阻抗的補償系數km，包括母線a端的阻抗模值補償系數kam和母線b端的阻抗模值補償系數kbm，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李娟，袁宇波，姜云龍，曹海歐，朱睿，楊雄，王秀茹，喻建瑜，丁立，
申請(專利權)人：國網江蘇省電力有限公司電力科學研究院，
類型：發明
國別省市：
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