一種動態自適應式雙方向電流保護的實現方法技術

本發明專利技術是一種動態自適應式雙方向電流保護的實現方法，通過功率方向法確定電流方向，同時過電流保護設有正、反方向上的兩個整定值；在運行中，電流保護隨電流方向動態自動適應整定值；所述方法以并網點電壓為參考，根據電流相角確定其處于正方向區域或反方向區域內；若電流處于正方向區域內，則與整定值對比，超過整定值時，繼電保護裝置進行相應動作；當電流處于方反向區域內，則與另個整定值對比，超過整定值時，繼電保護裝置進行相應動作。本發明專利技術構思巧妙，方法簡單有效，在新能源接入電力系統并網點已經獲得應用，應用結果表明動態自適應式雙方向電流保護對于間歇式、不穩定的分布發電或微電網接入電力系統是理想的保護方法。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于新能源接入電力系統支撐
，具體涉及。
技術介紹
近年來新能源發電經歷了集中大規模發電的模式后，迅速向分布發電、就地消納的方式發展。新能源分布電源、微電網以即插即用的方式接入配電網，給電力系統繼電保護帶來新的問題。新能源接入電力系統并網點的電流大小和方向具有不確定性，當微網內故障時，電網向微網送入的故障電流(假設為正方向)一般要比電力系統故障時微網送出的短路電流(假設為反方向)大數倍到數十倍。目前的保護按照短路電流和過電流倍數設定固定整定值，如果按照正方向短路設定整定值，在反方向短路時將使保護靈敏度不足；如果按照反方向整定，系統向微網輸送負荷電流可能會超過整定值，引起保護誤動。
技術實現思路
針對現有技術的不足，本專利技術提出，解決新能源接入系統并網點由于間歇式電源所引起的電流方向不確定、兩側電源容量懸殊，引起常規保護失去選擇性問題。本專利技術提供的，其改進之處在于，通過功率方向法確定電流方向，過電流保護設有正方向和反方向的兩個整定值，在運行中，電流保護隨電流方向動態自動適應整定值；所述方法以并網點電壓為參考，根據電流相角確定其處于正方向區域或反方向區域內；若電流處于正方向區域內，則與正方向區域的繼電保護整定值對比，超過所設定的正方向區域的繼電保護整定值時，繼電保護裝置進行相應動作；當電流處于方反向區域內，則與反方向區域的繼電保護整定值對比，超過所設定的反方向區域的繼電保護整定值時，繼電保護裝置進行相應動作。其中，所述功率方向法確定電流方向以并網點電壓為參考，實時計算電流與電壓之間的相角。其中，所述正方向區域，其動作范圍為-120° +60°。其中，所述反方向區域，其動作范圍為+60° '240°。其中，所述兩個區域均設有最大靈敏角，作為繼電保護設定整定值的基準方向，其中正向區域,其最大靈敏角為-30° ；反向區域,其最大靈敏角為150°。其中，在設定區域的每一個邊界上向最大靈敏角方向收縮15°，用于明確動作邊界，防止誤動作，則正向區域，其動作范圍為-105° +45° ；反向區域，其動作范圍為+75° '225°。與現有技術比，本專利技術的有益效果為本專利技術根據配電網接入風電、太陽能后實際電流的大小和方向不穩定，設計出新的保護方法，克服了傳統保護在此種狀態下靈敏度不足或者誤動作等不足之處。本專利技術根據實際情況，將保護區域范圍限定的更清晰，使電網運行時更安全。本專利技術構思巧妙，方法簡單有效，在新能源接入電力系統并網點已經獲得應用，應用結果表明動態自適應式雙方向電流保護對于間歇式、不穩定的分布發電或微電網接入電力系統是理想的保護方法。本專利技術為使用綠色電力、節能降損、減少碳排放提供了有效的技術支撐。 附圖說明圖1為本專利技術提供的并網點及故障點示意圖；圖2為本專利技術提供的正方向元件的動作區域；圖3為本專利技術提供的反方向元件的動作區域；圖4為本專利技術提供的實際方向元件的動作區域。具體實施例方式下面結合附圖對本專利技術的具體實施方式作進一步的詳細說明。本專利技術實施例動態自適應式雙方向電流保護，應用于新能源接入電力系統，如圖1所示。受間歇性能源影響，并網點斷路器IQF流過的電流大小和方向不確定性。當微網內Kl點發生故障時，電網向微網送入的故障電流Ikl (假設為正方向)一般要比電力系統故障時微網送出的短路電流Ik2 (假設為反方向)大數倍到數十倍。傳統的繼電保護，一般按照短路電流和過電流倍數設定固定整定值。如果按照正方向短路電流Ikl設定整定值，在反方向短路時，由于Ik2遠遠小于Ikl，繼電保護的靈敏度不足；如果按照反方向整定，由于電力系統向微網輸送的負荷電流可能會超過保護整定值，這將引起保護誤動作。本專利技術在現有技術的基礎上，設計了，通過功率方向法確定電流方向；并將保護分別設定正、反兩個方向的整定值；所述方法以并網點電壓為參考，根據電流相角確定其處于正方向區域或反方向區域內自動適應整定值；即若電流處于正方向區域內，則與正方向區域的繼電保護整定值對比，超過所設定的繼電保護整定值時，繼電保護裝置進行相應動作；當電流處于方反向區域內，則與反方向區域的繼電保護整定值對比，超過所設定的繼電保護整定值時，繼電保護裝置進行相應動作。通過功率方向法確定電流方向即以并網點電壓為參考，實時計算電流與電壓之間的相角。其中，正方向區域，最大靈敏角為一 30°，動作范圍為一 120° +60°，如圖2所/Jn ο其中，反方向區域，相間反方向元件的動作區域是正方向元件動作區的鏡像，其最大靈敏角150° ,動作范圍+60° 一 240° ,如圖3所示。圖中Φ1ηι表示最大靈敏角；兩個箭頭表示電流方向。為了電流保護有明確的動作邊界，實際上保護動作區在每一個邊界上向最大靈敏角方向收縮15°。相間正方向元件的實際動作區域最大靈敏角為一30°，動作范圍為一105° + 45°。相間反方向元件的實際動作區域最大靈敏角150°，動作范圍+75° 一 225°，實際方向元件的動作區域如圖4所示。具體的，本實施例以某新能源接入系統實例說明。如圖1所示，假定Kl點故障時，系統側提供的短路電流Ikl為1860A;當K2點故障時，新能源發電側提供短路電流Ik2為630A。若按傳統過電流保護設定整定值，整定值按照1860A設定。當K2點故障時，由于Ik2<1860A,此時保護拒動，IQF不能跳閘；假若按照新能源發電側短路電流630A設定整定值，則當系統向微電網傳輸功率大于這一整定值時，保護將會誤動，引起并網點斷路器IQF誤跳閘。因此，本專利技術提出以動態自適應的方法，按照電流方向自動適應整定值的動作策略。即當正方向故障時，保護自動適應該方向的整定值1860A ;當反方向故障時，保護自動適應該方向的整定值630A。本專利技術構思巧妙，方法簡單有效，在新能源接入電力系統并網點已經獲得應用，應用結果表明動態自適應式雙方向電流保護對于間歇式、不穩定的分布發電或微電網接入電力系統是理想的保護方法。本專利技術為使用綠色電力、節能降損、減少碳排放提供了有效的技術支撐。最后應當說明的是以上實施例僅用以說明本專利技術的技術方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本專利技術進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解依然可以對本專利技術的具體實施方式進行修改或者等同替換，而未脫離本專利技術精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應涵蓋在本專利技術的權利要求范圍當中。權利要求1.，其特征在于，通過功率方向法確定電流方向，過電流保護設有正方向和反方向的兩個整定值，在運行中，電流保護隨電流方向動態自動適應整定值；所述方法以并網點電壓為參考，根據電流相角確定其處于正方向區域或反方向區域內；若電流處于正方向區域內，則與正方向區域的繼電保護整定值對比，超過所設定的正方向區域的繼電保護整定值時，繼電保護裝置進行相應動作；當電流處于方反向區域內，則與反方向區域的繼電保護整定值對比，超過所設定的反方向區域的繼電保護整定值時，繼電保護裝置進行相應動作。2.如權利要求1所述的實現方法，其特征在于，所述功率方向法確定電流方向以并網點電壓為參考，實時計算電流與電壓之間的相角。3.如權利要求1所述的實現方法，其特征在于，所述正方向區域，其動作范圍為-120。 +60。。4.如權利要求1所述的實現方法，其特征在于，所述反方向區域，其動作范圍為+6本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種動態自適應式雙方向電流保護的實現方法，其特征在于，通過功率方向法確定電流方向，過電流保護設有正方向和反方向的兩個整定值，在運行中，電流保護隨電流方向動態自動適應整定值；所述方法以并網點電壓為參考，根據電流相角確定其處于正方向區域或反方向區域內；若電流處于正方向區域內，則與正方向區域的繼電保護整定值對比，超過所設定的正方向區域的繼電保護整定值時，繼電保護裝置進行相應動作；當電流處于方反向區域內，則與反方向區域的繼電保護整定值對比，超過所設定的反方向區域的繼電保護整定值時，繼電保護裝置進行相應動作。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳鳴，劉海濤，盛萬興，蘇劍，季宇，李洋，李魏宏，顧欣欣，
申請(專利權)人：中國電力科學研究院，國家電網公司，
類型：發明
國別省市：