一种适用于用户侧微电网的继电保护方法
【技术领域】
[0001]本发明属于微电网继电保护领域，尤其是一种适用于用户侧微电网的继电保护方法。
【背景技术】
[0002]随着世界经济的发展，人们对能源的需求也越来越大，近年来，太阳能、风能等一些分布式能源，得到广泛的关注与开发，而微电网是分布式能源的一种重要应用方式，尤其是用户侧微电网。用户侧微电网在全球范围内都在不断的探索研究中，用户侧微电网，具有可并/离网运行、供电可靠性高和提高配电网电能质量等优势，我国也建立了一大批微电网示范工程，标志着微电网技术的发展进入了新的阶段，但与此同时，与用户侧微电网相关的控制与继电保护技术也已经成为了制约其发展的瓶颈。
[0003]继电保护是电网安全稳定运行的重要保证，相比大电网，微电网有其自身的特点，对继电保护提出了新的挑战和要求。微电网可以并/离网运行，且不同的运行状况下，微电网的故障电流相差较大，微电网含有大量的分布式能源，微电网和大电网间可以实现能量双向流动，此外，微电网的控制运行一般基于一体化中央控制器，微电网中使用了更多的通信，对继电保护也提出了更多的要求。微电网保护技术是微电网正常运行的前提，基于配电网的传统保护方法已经难以应对微电网新的故障特征，必须探索合适的保护方法保证微电网系统安全、稳定运行。
[0004]经对现有技术文献的检索发现，微电网继电保护技术研究综述(牟龙华，姜斌，童荣斌，等.微电网继电保护技术研究综述[J].低压电器，2014(12).)介绍了影响微电网继电保护的四大因素，分别为:微电网与配电网的不同隔离策略、微电网不同接地方式、微电网不同运行方式、微电网潮流特性，介绍了关于微电网继电保护的国内外研究现状，并总结微电网保护方案主要分为以下三类:完全不依赖通信的微电网保护、完全依赖通信的微电网保护、部分依赖通信的微电网保护。微电网多级保护与控制的实现及优化分析(杨湛晔，毛建容，马红伟，等.微电网多级保护与控制的实现及优化分析[J].电力系统及其自动化学报，2012，24(2): 137-141.)将微电网结构分为系统级、内部支路级和设备级，通过各级控制保护功能实现微电网保护的协调与配合。Communicat1n networks fordomesticphotovoltaic based microgrid protect1n:1nternat1nal Conference onDevelopments in power systems protect1n (Nthontho M P，Chowdhury S P，WinbergSj et al.Communicat1n networks for domestic photovoltaic based microgridprotect1n [J], 2012.)根据微电网控制的需要，在每条馈线的终端广泛设置微电网控制器，通过众多的控制器保护信息汇集到微电网中央控制器，将保护算法集成到中央控制器的保护模块中实现微电网保护与控制的结合。总体来说，对于微电网的继电保护尚处于探索之中，研究成果相对较少。
[0005]考虑到一体化终端采用速率较慢的通信方式(Modbus协议)及仅传输终端电流和电压有效值等现实约束，针对用户侧微电网经济安全的要求，本文提出了基于电压闭锁过电流保护的用户侧微电网继电保护方法。用户侧微电网在并网运行和离网运行两种不同方式下，设定了不同的过电流动作整定值，当用户侧微电网出现过流故障时，切除故障线路，并充分考虑微电网系统内的通信故障问题，实现用户侧微电网的继电保护。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是针对用户侧微电网，提供一种电压闭锁过电流保护的继电保护策略，该策略设计简便，响应可靠。
[0007]一种适用于用户侧微电网的继电保护方法，其特征在于包括以下步骤:
[0008](I)获取微电网电气参数，包括线路电压、线路电流、开关闭合状态；
[0009](2)确定微电网运行模式；
[0010](3)在不同的运行模式下，设定特定的保护动作整定值，及确定主电源开关；
[0011](4)检查母线电压是否异常，无异常则初始化时间并返回(1)，有异常则开始计时；
[0012](5)若计时超过设定延时T2，则跳开保护区域内所有开关，并返回(I)，否则进入
(6)；
[0013](6)若计时超过设定延时Tl，TKT2,则相继启动开关过流动作子程序和通信异常动作子程序，然后返回(I)，否则直接返回(I)。
[0014]进一步地，在步骤(2)中，用户侧微电网继电保护先判断微电网运行模式，通过判断微电网与大电网的公共连接点开关状态判断微电网运行模式。
[0015]进一步地，在步骤(3)中，设定了并网运行和离网运行两种运行状态下的保护动作整定值，用户侧微电网在并网运行和离网运行时，线路的故障电流相差较大，且并网运行时的故障电流比离网运行时的故障电流大，微电网在并进一步地，在步骤(4)中判断电压闭锁，电压闭锁既考虑母线电压过低的越限情况，也考虑母线电压波动的不平衡情况，任意一种情况发生，都激活过电流保护。
[0016]进一步地，在步骤(5)、(6)中，设置了两个延时整定值:设定延时Tl、设定延时T2，设定延时Tl小于设定延时T2，在计时未超过设定延时T2而超过设定延时Tl情况下，相继进入开关过流动作子程序和通信异常动作子程序，切除过流开关和通信异常的开关并返回；若系统电压仍处于越限或不平衡状态，计时超过设定延时T2到达后，切除保护区域内所有保护开关。
[0017]进一步地，在步骤￠)中，设置了开关过流动作子程序和通信异常动作子程序，开关过流动作子程序用于逐个排查、切除过电流故障线路，通信异常动作子程序用于逐个排查、切除通信故障线路，在这两种保护动作下，主电源开关都保持闭合不受影响。
[0018]本发明所提出的一种适用于用户侧微电网的继电保护方法，基于电压闭锁过电流保护策略，同时基于一体化微电网中央控制器，用户侧微电网在并网运行和离网运行两种不同方式下，设定不同的过电流动作整定值，当用户侧微电网出现过故障时，切除故障线路，实现用户侧微电网的继电保护。
[0019]与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果:
[0020]本发明所提出的用户侧微电网继电保护策略整体上基于电压闭锁过电流保护，电压闭锁既考虑母线电压过低的越限情况，也考虑母线电压波动的不平衡情况；本继电保护策略既包括对故障电流的保护，也包括了对通信故障的保护，确保微电网继电保护安全有效。
【附图说明】
[0021]图1是用户侧微电网继电保护主方法流程图。
[0022]图2是开关过流动作子程序流程图。
[0023]图3是通信异常动作子程序流程图。
[0024]图4是典型用户侧微电网拓扑图。
[0025]图5是并/离网模式下不同工况故障的仿真图。
[0026]图6是在用户侧