接入分布式电源的低压配电网中断路器保护的配置方法
【专利摘要】本发明提供了一种接入分布式电源的低压配电网中断路器保护的配置方法，其包括以下步骤：I、确定所述低电压配电网的网络拓扑结构；II、确定所述低电压配电网中分布式电源的接入方式和所述分布式电源的负荷分配情况；III、确定所述分布式电源提供的故障电流；IV、确定所述断路器的额定电流范围；V、确定所述低电压配电网不同点发生故障后所述断路器流过的故障电流大小和方向；VI、确定所述断路器的三段式过流保护的定值。该方法能够综合考虑系统故障特性、分布式电源故障特性、故障点的具体位置来选择配置断路器的三段式过流保护的具体定值，可以很大地提高保护的灵敏度，提高保护的可靠性。
【专利说明】
接入分布式电源的低压配电网中断路器保护的配置方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种分布式电源技术领域的方法，具体讲涉及一种接入分布式电源的低压配电网中断路器保护的配置方法。【背景技术】
[0002]接入380V低压配电网是分布式电源接入的重要形式，其具体接入方式有直接接入和T接接入。分布式电源的接入改变了传统380V低压配电网的网络拓扑结构，不仅使 380V低压配电网变成一个多端电源网络，且分布式电源的接入在380V低压配电网中引入了大量的电源控制策略，这些控制策略会影响低压配电网的运行特性和故障特性。不同类型的分布式电源有其自身的故障特性，这些分布式电源自身的控制特性和故障特性都在一定程度上改变了原有网络的故障特性，进而影响380V低压配电网中的故障电流的分布，从而影响低压配电网中的相关保护，特别是三段式过流保护的动作特性。传统低压配电网中的断路器过流保护的配置方法主要是依据单端电源下的系统故障电流特性，综合考虑380V 低压配电系统具体的接线方式和拓扑结构。一般只配置无方向性的过流保护，但随着分布式电源接入380V低压配电网后，系统故障特性的改变使得原有的配置方式不再适用，系统故障电流的复杂性使得原有的三段式过流保护的配置策略不再适用新情况，需要适用新的配置策略。
[0003]因此，需要提供一种接入分布式电源的380V低压配电网断路器保护的配置方法。
【发明内容】
[0004]为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种接入分布式电源的380V低压配电网断路器保护的配置方法。
[0005]实现上述目的所采用的解决方案为:
[0006]—种接入分布式电源的低压配电网中断路器保护的配置方法，所述方法包括以下步骤:
[0007]1、确定所述低电压配电网的网络拓扑结构；
[0008]I1、确定所述低电压配电网中分布式电源的接入方式和所述分布式电源的负荷分配情况；
[0009]II1、确定所述分布式电源提供的故障电流；
[0010]IV、确定所述断路器的额定电流范围；
[0011]V、确定所述低电压配电网不同点发生故障后所述断路器流过的故障电流大小和方向；
[0012]V1、确定所述断路器的三段式过流保护的定值。
[0013]优选地，所述步骤II中，所述分布式电源的接入方式包括专线接入和T接接入。
[0014]优选地，所述低压配电网为380V低压配电网。
[0015]优选地，所述步骤II中，所述分布式电源包括逆变器型的分布式电源和旋转电机型的分布式电源。
[0016]优选地，所述步骤III中，确定所述分布式电源提供的故障电流包括:
[0017](1)、确定逆变器型的分布式电源的所述故障电流不大于其额定电流的1.5倍；
[0018](2)、确定旋转电机型的分布式电源的所述故障电流不大于其额定电流的8倍。
[0019]优选地，所述步骤IV中，根据所述分布式电源的接入方式、所述网络拓扑结构和所述分布式电源的负荷分配情况确定在分布式电源投入和退出时所述断路器流过的最大负荷电流；
[0020]及确定所述分布式电源退出或投入时所述断路器的额定电流。
[0021]优选地，所述断路器的额定电流取值不小于所述最大负荷电流。
[0022]优选地，所述步骤V中，根据所述分布式电源的类型、所述分布式电源的容量、所述分布式电源的接入方式和所述网络拓扑结构，确定在所述低电压配电网不同点发生故障后，所述断路器所要流过的故障电流，及确定是否采用方向性过流。
[0023]优选地，所述确定在所述低电压配电网不同点发生故障后，所述断路器所要流过的故障电流，及确定是否采用方向性过流，包括:
[0024]确定所述断路器的上一级母线和/或下一级母线短路时，流过所述断路器的最小故障电流；
[0025]在不同母线发生故障时，若所述断路器中既有系统侧提供的故障电流也出现所述分布式电源提供的故障电流，则需配置方向性过流，若只出现一种故障电流，则无需配置方向性过流保护；
[0026]末端负荷断路器无需配置方向性过流保护。
[0027]与最接近的现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
[0028]1、本发明提供的方法能够综合考虑系统故障特性、分布式电源故障特性、故障点的具体位置来选择配置断路器的三段式过流保护的具体定值，可以很大地提高保护的灵敏度，提高保护的可靠性。
[0029]2、本发明提供的方法提高了断路器过流保护在接入分布式电源低压配电网中应用的安全性，提出了其具体的配置策略，为接入分布式电源低压配电网中断路器保护的配置提供了具体可行的方法。
[0030]3、本发明提供的方法提升了有分布式电源接入的低压配电网的安全性和可靠性， 对提高低压配电网的供电可靠性具有重要意义。【附图说明】
[0031]图1为本发明中接入分布式电源的低压配电网中断路器保护的配置方法的流程图；
[0032]图2为实施例中分布式电源经专线接入380V配电网典型接线图；
[0033]图3为本实施例中分布式电源T接接入380V配电网典型接线图。【具体实施方式】
[0034]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做进一步的详细说明。
[0035]如图1所示，图1为本发明中接入分布式电源的低压配电网中断路器保护的配置方法的流程图；一种接入分布式电源的低压配电网中断路器保护的配置方法包括以下步骤:
[0036]步骤一、确定所述低电压配电网的网络拓扑结构；
[0037]步骤二、确定所述低电压配电网中分布式电源的接入方式和所述分布式电源的负荷分配情况；
[0038]步骤三、确定所述分布式电源提供的故障电流；
[0039]步骤四、确定所述断路器的额定电流范围；
[0040]步骤五、确定所述低电压配电网不同点发送故障后所述断路器流过的故障电流和方向；
[0041]步骤六、根据步骤五确定的故障电流和故障电流的方法，确定所述断路器的三段式过流保护的定值。
[0042]步骤二中，所述分布式电源的接入方式包括直接接入和T接接入。所述分布式电源包括逆变器型的分布式电源和旋转电机型的分布式电源。
[0043]步骤三中，确定所述分布式电源提供的故障电流包括:
[0044](1)、确定逆变器型的分布式电源的所述故障电流不大于其额定电流的1.5倍；
[0045](2)、确定旋转电机型的分布式电源的所述故障电流不大于其额定电流的8倍。
[0046]通过对大量逆变器型分布式电源仿真和对其控制测量的研究获得上述经验值 1.5、8〇
[0047]步骤四中，根据所述分布式电源的接入方式、所述网络拓扑结构和所述分布式电源的负荷分配情况确定在分布式电源投入和退出时所述断路器流过的最大负荷电流In，确定断路器的额定电流取值不小于最大负荷电流In。
[0048]步骤五中，根据所述分布式电源的类型、所述分布式电源的容量、所述分布式电源的接入方式和所述网络拓扑结构，确定断路器的上一级母线和/或下一级母线短路时，流过断路器的最小故障电流。
[0049]在不同母线发生故障时，如果断路器中既有系统侧提供的故障电流也出现了分布式电源提供的故障电流，则需要配置方向性过流；若出现一种故障电流，则不分配方向性过流保护；
[0050]对于末端负荷断路器不需要配置方向性过流保护。
[0051]提供一具体应用实施案例，本实施案例中低压配电网为380V低压配电网。其中， 1DL、2DL、3DL、4DL表示断路器，DR表示接入的分布式电源。
[0052]如图2所示，图2为本实施例中分布式电源经专线接入380V配电网典型接线图； 一种接入分布式电源的380V低压配电网断路器保护的配置方法以分布式电源经专线接入 380V配电网典型接线为例，系统中接入的分布式电源为逆变器型的分布式电源，系统的负荷1、负荷2大小均为200kVA，负荷3为300kVA。
[0053]对1DL、2DL、3DL、4DL处进行断路器过流保护的配置，其具体的配置步骤为:
[0054]步骤一、根据系统的接线图确定380V低压配电网的网络拓扑结构；
[0055]步骤二、确定分布式电源为逆变器型的分布式电源，其额定容量为400kVA，其接线方式为专线接入；
[0056]步骤三、确定在电源外部故障时，逆变器所内提供的稳态短路电流为1.5倍的电源额定电流为866A ;
[0057]步骤四、在分布式电源投入运行在额定工况下时，确定断路器流过的额定负荷:
[0058]1DL、2DL 均为 lOOkVA，4DL 为 300kVA，3DL 为 400kVA ;
[0059]确定断路器的额定电流:
[0060]1DL、2DL 均为 144A，4DL 为 433A，3DL 为 577A。
[0061]在分布式电源退出运行时，所有负荷均由系统提供时1DL、2DL、4DL均流过433A的负荷电流，而3DL的电流为0A。
[0062]步骤五、系统侧的380V母线发生故障时，1DL、2DL、3DL中的故障电流均由逆变器型的分布式电源提供，且相等，最大为866A，应该由2DL动作切除故障；
[0063]用户侧的380V母线故障时，1DL和2DL中流过系统侧提供的故障电流，大小相等， 方向从系统流向用户，由1DL动作切除故障。
[0064]所以，1DL和2DL均需要配置方向性过流保护，3DL和4DL可配置无方向性过流保护。
[0065]步骤六、确定所述断路器的三段式过流保护的定值。
[0066]1DL需要同3DL、4DL相配合，其I段按线路末端故障整定，I1、III段以电源内部故障和负荷3故障有灵敏度，且动作时间依次相差A t。时间差A t的范围一般为0.5s?Is。
[0067]2DL以分布式电源提供的故障电流和最大负荷电流为整定依据，其I段定值可按分布式电源提供的最大故障电流整定，III段可以按分布式电源提供的最大故障电流的1.2 和1.5的灵敏度分别整定，分别为721A和577A，时间分别在负荷1或者负荷2的相应时间上加一个A t。
[0068]3DL处的故障电流以电源额定电流为依据整定，且3DL为分布式电源的出口断路器，可以只配置一个II段过流保护，定值可以为866A < I3Dt< 433A，灵敏度可以取1.2? 1.5,动作时间要在2DL上叠加一个A t。
[0069]4DL为末端负荷断路器，无需配置方向性过流保护，可以按负荷电流的1.5倍整定，取649A。
[0070]最后应当说明的是:以上实施例仅用于说明本申请的技术方案而非对其保护范围的限制，尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:本领域技术人员阅读本申请后依然可对申请的【具体实施方式】进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。
【主权项】
1.一种接入分布式电源的低压配电网中断路器保护的配置方法，其特征在于:所述方 法包括以下步骤:1.确定所述低电压配电网的网络拓扑结构；I1、确定所述低电压配电网中分布式电源的接入方式和所述分布式电源的负荷分配情 况；II1、确定所述分布式电源提供的故障电流；IV、确定所述断路器的额定电流范围；V、确定所述低电压配电网不同点发生故障后所述断路器流过的故障电流大小和方 向；V1、确定所述断路器的三段式过流保护的定值。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于:所述步骤II中，所述分布式电源的接入方 式包括专线接入和T接接入。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于:所述低压配电网为380V低压配电网。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于:所述步骤II中，所述分布式电源包括逆变 器型的分布式电源和旋转电机型的分布式电源。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于:所述步骤III中，确定所述分布式电源提供 的故障电流包括:(1)、确定逆变器型的分布式电源的所述故障电流不大于其额定电流的1.5倍；(2)、确定旋转电机型的分布式电源的所述故障电流不大于其额定电流的8倍。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于:所述步骤IV中，根据所述分布式电源的接 入方式、所述网络拓扑结构和所述分布式电源的负荷分配情况确定在分布式电源投入和退 出时所述断路器流过的最大负荷电流；及确定所述分布式电源退出或投入时所述断路器的额定电流。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于:所述断路器的额定电流取值不小于所述最 大负荷电流。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于:所述步骤V中，根据所述分布式电源的类 型、所述分布式电源的容量、所述分布式电源的接入方式和所述网络拓扑结构，确定在所述 低电压配电网不同点发生故障后，所述断路器所要流过的故障电流，及确定是否采用方向 性过流。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于:所述确定在所述低电压配电网不同点发生 故障后，所述断路器所要流过的故障电流，及确定是否采用方向性过流，包括:确定所述断路器的上一级母线和/或下一级母线短路时，流过所述断路器的最小故障 电流；在不同母线发生故障时，若所述断路器中既有系统侧提供的故障电流也出现所述分布 式电源提供的故障电流，则需配置方向性过流，若只出现一种故障电流，则无需配置方向性 过流保护；末端负荷断路器无需配置方向性过流保护。
【文档编号】H02H7/28GK105990821SQ201510047500
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年1月29日
【发明人】王文焕, 杨国生, 李伟, 王晓阳, 刘宇, 管益斌, 朱卫平
【申请人】国家电网公司, 中国电力科学研究院, 江苏省电力公司