多DG接入条件下配电网分布式保护的研究

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1、多DG接入条件下配电网分布式保护的研究张青杰，陆于平，林霞，王联合，吴新佳（东南大学电气工程学院，江苏南京210096）摘要：分布式发电条件下的配电网潮流的流向发生了很大相应的IED将相对应的故障电流信息及时有效的传的变化，传统的配电网保护原理已不再适用于分布式发电系输至保护装置，然后经过保护算法的综合判断后，统。本文结合多DG接入的配电网部分母线节点可以通过电由保护装置发出指令跳开相应的断路器来隔离故流量来判断故障方向的特点，提出了一种具有较强自适应性障。本文将这样的保护称之为多DG接入后的分布的故障相关范围划

2、分方法，保护装置只需得到故障相关范围式保护。内故障电流数据即可实现正确动作，实现了保护的选择性及借助通信手段，分布式保护系统理论上可以获得电网上任何测点的电流信息，但在实际应用中应速动性，同时还可方便的实现后备保护。为配合保护相关数首先确定出尽可能小的故障相关范围。由于无原则据的快速传输，借鉴IEC61850的ACSI通信模型，提出了的信息交换不仅会增加通信系统的压力，还会影响一种符合IEC61850标准的分布式保护通信模式。[4]继电保护的选择性。故障时负荷电流非常小，所关键词：分布式保护；故障相关范围；DG；

3、配电网；IED；以本文不考虑故障状态下负荷电流的影响。故障相IEC61850关范围可以根据实际电网的运行方式来动态的划0引言定。下面就分布式保护原理以及故障相关范围的划分展开论述。随着可再生能源的推广，分布式发电1.1故障状态下节点分类（DistributedGeneration，DG）已成为一种重要的本文把DG接入点或者母线连接点称为节电力电源形式。大量的DG并网使配电网的结构和点。故障状态下电网的节点类型可以分为4类，如运行方式发生了很大的变化，原先的保护控制体系图1所示，其中左侧为系统侧，即上游侧。越来越难

4、以适应。目前，国外现行的DG并网运行[1][2]规程大都是考虑了DG并网不影响原有的配电网保护控制系统正常工作的原则提出的，这些规程虽然最大限度地保证了电力系统的安全性，却在一定程度上限制甚至破坏了DG的正常运行，损害了DG发电商的利益，不利于分布式发电技术的发展。本文主要研究接入多DG后配电网的分布式保(a)(b)护原理和为实现分布式保护所进行的智能电子装置（IntelligenceElectronicDevice,IED）对故障相关范围的自适应划分，以及基于IEC61850的基本通信结构模型在分布式保护系统中

5、的应用。DG接入前，配电网的电流呈辐射状，为单向流动；但是在(c)(d)图1故障状态下节点分类示意图接入多DG后的配电网由于受电网的运行方式等因图1(a)描述的是故障状态下的汇流点，即有两素的影响，故障电流的流向表现为不确定性。所以路以上故障电流流入的节点；图1(b)描述的是DG只有通过收集到更多的电流信息才能实现保护的[3]接入节点；图1(c)描述的是电流单向流动的节点；选择性，但是对于继电保护而言，接受故障信息图1(d)描述的是两侧都有电源接入的节点，没有电的范围并不是越大越好，这主要基于两方面原因：压量，其

6、故障电流的方向是不易确定的。一是继电保护的快速性要求使得没有足够的时间1.2无电压量故障方向判断原理接收和处理大范围的信息；二是故障扰动可能只影根据基尔霍夫定律知道：在节点外部故障时有响有限的局部范围，该范围内的故障信息对故障判l.断至关重要，而范围外的信息则无关紧要。因此在公式：åI=0（1）m结合保护算法的基础上，有必要对故障相关范围的m=1其中：m为连接在母线上的线路编号，l为连接在划定展开研究。为了尽可能接近现有配电网的实际母线上的线路总数。情况，本文算法中均不使用电压量测量数据。对于图1(a)和图1(b

7、)描述的两种节点，可以采1分布式保护的原理用公式（2）和（3）作为故障方向判据。考虑到实多DG接入电网后要实现保护的选择性，要有际测量装置的误差以及算法的可靠性，由（1）式可以得到如下算法来判别故障时母线节点处的故基金项目：国家自然科学基金项目（50577006）障方向：n-1立即向保护装置传送相应节点的故障电流信息。为å

8、I(k)+I(k)-£Ik()

9、e（2）321k=0了减少数据在信道上的等待延迟时间，上传的信息n-1只包括故障相关范围内的故障电流信息，范围内每å

10、I(k)+I(k)-£Ik()

11、e（3）3

12、12k=0个母线节点的故障电流信息只需一个数据包上传其中：k代表采样序列的序列号，n代表一个至保护装置。保护装置经过综合比较上传的电流信周波内的采样次数，e代表由于测量误差以及负荷息后，发出跳闸命令跳开相应的断路器。电流等在算法中产生的最大累计误差，这些字母在在继电保护系统当中，断路器失灵是一个重要本文中均代表上述相应的意义。公式（2）为上游的问题。在多DG接入的配电网当