考慮微網與配電網運行特性的微網保護一體化策略研究.pdf

1、微網是一種將各種DG,包括風力發(fā)電機、光伏電池、太陽能電池以及儲能單元合理的組織起來接入配電網用以為當地負荷供電的新型電網。微網具有兩種運行模式,既可以與主網并網運行也能夠與脫離主網孤島運行,這使得微網大大提高了負荷側的供電可靠性。微網中眾多的DG的并網運行將會使得配電網系統(tǒng)中的短路電流的大小、方向以及分布發(fā)生比較大的變化,從而使得配電網中傳統(tǒng)的繼電保護方法無法正常運行。為了既能夠發(fā)揮微網對配電網系統(tǒng)中負荷供電的可靠性提高的優(yōu)勢,又能夠

2、解決傳統(tǒng)保護方法不正常工作的問題,本文提出了一種以故障分量法為保護原理、輔以通信網絡為支撐、以包含若干負荷以及DG的就地劃分的區(qū)域為保護對象,實現有限選擇性的新型微網保護與自愈系統(tǒng)。
　　微網進入配電網系統(tǒng)后,使得傳統(tǒng)的單電源輻射式的配電網系統(tǒng)變成了一個多源網絡。系統(tǒng)正常運行時網絡中的潮流分布便會隨著DG的投入或者退出時時刻刻發(fā)生著變化;系統(tǒng)故障時的短路電流的大小、方向以及分布同樣發(fā)生著變化。如此一來,配電網系統(tǒng)中的傳統(tǒng)繼電保護方

3、法之間的配合關系再也無法建立,保護的選擇性和靈敏性都將受到較大的影響。經分析,微網的并網運行對于配電網系統(tǒng)中的繼電保護的影響主要表現在以下幾方面;第一,導致本段線路繼電保護靈敏度降低甚至情況嚴重時可能拒動;第二,導致本段線路繼電保護誤動作;第三,導致相鄰段線路無時限速斷保護失去選擇性而誤動;第四,DG的存在導致重合閘不成功。雖然目前國內外學者提出了一些各種應對微網接入配電網的保護方法,但是多數方案僅僅是能夠改善傳統(tǒng)繼電保護方法中的某一方

4、面問題,并且在實際應用中依然具有較大的局限性,并不能真正做到滿足微網接入配電網的保護要求。
　　微網的產生可以最大程度的發(fā)揮分布式發(fā)電的優(yōu)勢,微網并入配電網運行是未來城市電網的發(fā)展趨勢。本文提出的具備有限選擇性的用戶級微網區(qū)域保護自愈系統(tǒng),采用負序分量作為保護判據,有效的回避了微網的多源拓撲結構;以區(qū)域為保護對象,既能夠保障大多數負荷的供電可靠性,同時也節(jié)約了成本,具有可實際應用的經濟價值。本方案將微網接入后的配電網系統(tǒng)進行就地劃

5、分,分為包含DG與負荷的若干區(qū)域,在每個保護區(qū)域的出口處配置電壓互感器和電流互感器,根據所采集的電氣量計算出每個區(qū)域的電流電壓的負序突變量,用以計算該區(qū)域的負序阻抗值并作為本保護方法的判據。保護區(qū)域內,利用無線傳感器通信網絡掌握區(qū)域內的全局電氣量,通過設計具有統(tǒng)籌協(xié)同性的保護配合算法,精確有效的定位出故障位置,切除故障后將該區(qū)域重新投入主網運行,實現微網自愈功能。本保護策略能夠同時兼顧到微網并網運行和孤島運行兩種模式下的繼電保護要求,真