專(zhuān)利名稱(chēng)：一種適用于智能配電網(wǎng)的電流差動(dòng)保護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于智能配電網(wǎng)的電流差動(dòng)保護(hù)方法，屬于配電網(wǎng)保護(hù)技術(shù)領(lǐng) 域和智能配電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
智能配電網(wǎng)(SDG)是智能電網(wǎng)(SG)的重要組成部分，智能電網(wǎng)與傳統(tǒng)電網(wǎng)的區(qū) 別在配電網(wǎng)上表現(xiàn)地更為明顯?，F(xiàn)有配電網(wǎng)的智能化和自動(dòng)化水平程度遠(yuǎn)低于輸電網(wǎng)，因 此配電網(wǎng)智能化是建設(shè)智能電網(wǎng)的重要環(huán)節(jié)。由于智能配電網(wǎng)中存在大量的分布式電源 (DG)，DG接入配電網(wǎng)之后，配電網(wǎng)將不再是純粹的單電源、輻射型供電網(wǎng)絡(luò)，若系統(tǒng)發(fā)生故 障，短路電流的大小、流向和分布等都會(huì)受DG的影響，傳統(tǒng)的三段式電流保護(hù)已無(wú)法滿足 智能配電網(wǎng)對(duì)保護(hù)的要求。電流差動(dòng)保護(hù)因?yàn)槠渚哂泻?jiǎn)單可靠和動(dòng)作速度快且不受電力系統(tǒng)振蕩影響等優(yōu) 點(diǎn)，而被廣泛應(yīng)用于輸電網(wǎng)。隨著光纖以太網(wǎng)和智能配電終端(IDT)在智能配電網(wǎng)中的成 功應(yīng)用，電流差動(dòng)保護(hù)必將成為智能配電網(wǎng)的最理想保護(hù)方法。但是傳統(tǒng)的電流差動(dòng)保護(hù) 需要在線路兩側(cè)均安裝斷路器和保護(hù)裝置，無(wú)疑大大增加了智能配電網(wǎng)的成本。為此，需要 在現(xiàn)有配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)電流差動(dòng)保護(hù)進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)智能配電網(wǎng)的保護(hù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服傳統(tǒng)電流差動(dòng)保護(hù)不能應(yīng)用于現(xiàn)有配電網(wǎng)的缺點(diǎn)，提出 了 一種適用于智能配電網(wǎng)的電流差動(dòng)保護(hù)方法，該方法通過(guò)本地Agent與上、下游Agent的 信息交互，利用流經(jīng)本地開(kāi)關(guān)的電流相量與流經(jīng)下游所有開(kāi)關(guān)的電流相量和構(gòu)建差動(dòng)量和 制動(dòng)量，通過(guò)比較大小實(shí)現(xiàn)對(duì)智能配電網(wǎng)的繼電保護(hù)。本發(fā)明采用的電流差動(dòng)保護(hù)方法包括下列步驟一種適用于智能配電網(wǎng)的電流差動(dòng)保護(hù)方法，在智能配電網(wǎng)的每個(gè)開(kāi)關(guān)處均裝設(shè) 電流互感器和智能配電終端，每個(gè)智能終端作為一個(gè)Agent，各Agent之間通過(guò)光纖以太 網(wǎng)互聯(lián)，規(guī)定所有電流的正方向?yàn)橄到y(tǒng)電源指向線路末端的方向；通過(guò)Agent自動(dòng)檢測(cè)通 信網(wǎng)絡(luò)的工作狀態(tài)，確定是否投入電流差動(dòng)保護(hù)；當(dāng)通信網(wǎng)絡(luò)工作不正常時(shí)，采用傳統(tǒng)的三 段式電流保護(hù)；當(dāng)通信網(wǎng)絡(luò)工作正常時(shí)，投入電流差動(dòng)保護(hù)，并將其作為主保護(hù)；Agent通 過(guò)檢測(cè)到的本地開(kāi)關(guān)電流和下游Agent傳輸過(guò)來(lái)的下游開(kāi)關(guān)電流，計(jì)算差動(dòng)電流和制動(dòng)電 流，確定保護(hù)是否動(dòng)作；過(guò)電流保護(hù)為近后備保護(hù)，上游Agent的保護(hù)為本地的遠(yuǎn)后備保 護(hù)；最末端Agent處的保護(hù)不采用差動(dòng)保護(hù)，而是采用常規(guī)的過(guò)電流保護(hù)。所述各Agent間進(jìn)行信息交互，各Agent均可接收其他Agent發(fā)出的跳間命令，若 本Agent允許實(shí)現(xiàn)直跳命令，則執(zhí)行跳閘命令；若不允許，則不執(zhí)行跳閘命令。當(dāng)本地保護(hù)動(dòng)作后，本地Agent自動(dòng)向下游分布式電源處的Agent發(fā)直跳閘命令， 切除分布式電源；對(duì)于瞬時(shí)性故障，則根據(jù)設(shè)定直接快速重合閘或檢同期三相一次重合閘。計(jì)算差動(dòng)電流和制動(dòng)電流時(shí)，在Agent中分別計(jì)算出本地開(kāi)關(guān)的電流相量與下游各開(kāi)關(guān)電流相量之和的相量差和相量和，并將其模分別作為差動(dòng)電流和制動(dòng)電流，然后根
據(jù)判據(jù)之,-i乙-Kz Im+tL ^o 'KL-TL M確定是否發(fā)生了內(nèi)部故障；若為內(nèi)部故障，
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且開(kāi)關(guān)為斷路器，則跳開(kāi)斷路器，并通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)向下游Agent發(fā)出跳閘信號(hào)跳開(kāi)下游斷 路器；若本地開(kāi)關(guān)不具有分?jǐn)喽搪冯娏鞯哪芰?，則通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)向上游Agent發(fā)出跳閘信 號(hào)，跳開(kāi)上游斷路器；若下游開(kāi)關(guān)不具有分?jǐn)喙收想娏鞯哪芰?，則下游Agent通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò) 向其下游的Agent發(fā)送跳閘信號(hào)。為了實(shí)現(xiàn)各Agent間的通信，應(yīng)對(duì)各Agent的地址進(jìn)行編碼，該地址編碼中不僅包 含區(qū)分不同Agent的地址信息，而且包含Agent間的關(guān)系信息，即一個(gè)Agent根據(jù)其地址編 碼識(shí)別出其上游Agent和下游Agent，從而可以實(shí)現(xiàn)與上、下游Agent的信息交互。所述智能終端由結(jié)構(gòu)分為四層1/0層、計(jì)算層、決策層和通訊層，實(shí)現(xiàn)電流信號(hào) 采集、開(kāi)關(guān)動(dòng)作控制、保護(hù)計(jì)算和數(shù)據(jù)通信功能；其中I/O層包括數(shù)據(jù)采集模塊和執(zhí)行模 塊，兩者與線路和電氣設(shè)備連接；數(shù)據(jù)采集模塊將采集的到的線路和電氣設(shè)備信號(hào)送入計(jì) 算層的保護(hù)計(jì)算模塊和預(yù)處理模塊，保護(hù)計(jì)算模塊與執(zhí)行模塊連接；預(yù)處理模塊則與決策 層的數(shù)據(jù)庫(kù)連接，數(shù)據(jù)庫(kù)與協(xié)調(diào)模塊雙向通信，協(xié)調(diào)模塊與通訊層的通信模塊雙向通信，同 時(shí)決策層還設(shè)有監(jiān)控模塊和保護(hù)模塊，分別于協(xié)調(diào)模塊雙向通信；通信模塊則與其他智能 終端和用戶通信；協(xié)調(diào)模塊與執(zhí)行模塊通信。本發(fā)明在智能配電網(wǎng)的每個(gè)開(kāi)關(guān)處均裝設(shè)電 流互感器和智能配電終端，每個(gè)智能終端看作一個(gè)Agent，各Agent之間通過(guò)光纖以太網(wǎng)互 聯(lián)。Agent自動(dòng)檢測(cè)通信網(wǎng)絡(luò)的工作狀態(tài)，確定是否投入電流差動(dòng)保護(hù)。當(dāng)通信網(wǎng)絡(luò)工作不 正常時(shí)，采用傳統(tǒng)的三段式電流保護(hù)；當(dāng)通信網(wǎng)絡(luò)工作正常時(shí)，投入電流差動(dòng)保護(hù)，并將其 作為主保護(hù)。在該電流差動(dòng)保護(hù)方法中，規(guī)定電流的正方向?yàn)橄到y(tǒng)電源指向線路末端的方 向，Agent通過(guò)檢測(cè)到的本地開(kāi)關(guān)的電流相量和下游Agent傳輸過(guò)來(lái)的各下游開(kāi)關(guān)的電流 相量，計(jì)算差動(dòng)電流和制動(dòng)電流，與設(shè)定的差動(dòng)門(mén)檻定值進(jìn)行比較，確定保護(hù)是否動(dòng)作。過(guò) 電流保護(hù)作為近后備保護(hù)，上游Agent的過(guò)電流保護(hù)作為本地保護(hù)的遠(yuǎn)后備保護(hù)。本發(fā)明還支持命令直接跳閘功能，可以通過(guò)Agent間的信息交互，接收其他Agent 發(fā)出的跳閘命令實(shí)現(xiàn)直接跳閘。通過(guò)該功能不僅可以實(shí)現(xiàn)線路一側(cè)斷路器跳閘后給另一側(cè) 保護(hù)發(fā)直跳命令，跳開(kāi)線路另一側(cè)斷路器，實(shí)現(xiàn)線路的故障隔離；而且該功能還可以在故障 后自動(dòng)切除下游分布式電源，即當(dāng)保護(hù)動(dòng)作后，自動(dòng)向下游分布式電源處的Agent發(fā)送跳 閘命令，切除分布式電源。本發(fā)明設(shè)置了自動(dòng)重合閘功能用來(lái)切除瞬時(shí)性故障，若重合于永久性故障，則重 合閘后加速保護(hù)跳閘。本發(fā)明中Agent的結(jié)構(gòu)分為四層1/0層、計(jì)算層、決策層和通訊層，實(shí)現(xiàn)電流信號(hào) 采集、開(kāi)關(guān)動(dòng)作控制、保護(hù)計(jì)算和數(shù)據(jù)通信等功能。本發(fā)明的有益效果是它支持命令直接跳閘功能，Agent可以接收其他Agent發(fā)出 的遠(yuǎn)跳信號(hào)實(shí)現(xiàn)直接跳閘。配置了靈活的三相一次自動(dòng)重合閘功能用來(lái)切除瞬時(shí)性故障， 可以實(shí)現(xiàn)直接快速重合間或檢同期重合間。該保護(hù)配置靈活，能夠很好地適應(yīng)智能配電網(wǎng)。


圖1為本發(fā)明電流差動(dòng)保護(hù)方法的程序流程權(quán)利要求
一種適用于智能配電網(wǎng)的電流差動(dòng)保護(hù)方法，其特征是，在智能配電網(wǎng)的每個(gè)開(kāi)關(guān)處均裝設(shè)電流互感器和智能配電終端，每個(gè)智能終端作為一個(gè)Agent，各Agent之間通過(guò)光纖以太網(wǎng)互聯(lián)，規(guī)定所有電流的正方向?yàn)橄到y(tǒng)電源指向線路末端的方向；通過(guò)Agent自動(dòng)檢測(cè)通信網(wǎng)絡(luò)的工作狀態(tài)，確定是否投入電流差動(dòng)保護(hù)；當(dāng)通信網(wǎng)絡(luò)工作不正常時(shí)，采用傳統(tǒng)的三段式電流保護(hù)；當(dāng)通信網(wǎng)絡(luò)工作正常時(shí)，投入電流差動(dòng)保護(hù)，并將其作為主保護(hù)；Agent通過(guò)檢測(cè)到的本地開(kāi)關(guān)電流和下游Agent傳輸過(guò)來(lái)的下游開(kāi)關(guān)電流，計(jì)算差動(dòng)電流和制動(dòng)電流，確定保護(hù)是否動(dòng)作；過(guò)電流保護(hù)為近后備保護(hù)，上游Agent的保護(hù)為本地的遠(yuǎn)后備保護(hù)；最末端Agent處的保護(hù)不采用差動(dòng)保護(hù)，而是采用常規(guī)的過(guò)電流保護(hù)。
2.如權(quán)利要求1所述的適用于智能配電網(wǎng)的電流差動(dòng)保護(hù)方法，其特征是，所述各 Agent間進(jìn)行信息交互，各Agent均可接收其他Agent發(fā)出的跳閘命令，若本Agent允許實(shí) 現(xiàn)直跳命令，則執(zhí)行跳間命令；若不允許，則不執(zhí)行跳間命令。
3.如權(quán)利要求1所述的適用于智能配電網(wǎng)的電流差動(dòng)保護(hù)方法，其特征是，當(dāng)本地保 護(hù)動(dòng)作后，本地Agent自動(dòng)向下游分布式電源處的Agent發(fā)直跳閘命令，切除分布式電源； 對(duì)于瞬時(shí)性故障，則根據(jù)設(shè)定直接快速重合閘或檢同期三相一次重合閘。
4.如權(quán)利要求1所述的適用于智能配電網(wǎng)的電流差動(dòng)保護(hù)方法，其特征是，計(jì)算 差動(dòng)電流和制動(dòng)電流時(shí)，在Agent中分別計(jì)算出本地開(kāi)關(guān)的電流相量與下游各開(kāi)關(guān)電 流相量之和的相量差和相量和，并將其模分別作為差動(dòng)電流和制動(dòng)電流，然后根據(jù)判據(jù)L-iL -κζ L+iL >/ ,RL-tL ^。確定是否發(fā)生了內(nèi)部故障；若為內(nèi)部故障，且開(kāi)關(guān)/=1 /=1 /=1為斷路器，則跳開(kāi)斷路器，并通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)向下游Agent發(fā)出跳閘信號(hào)跳開(kāi)下游斷路器；若 本地開(kāi)關(guān)不具有分?jǐn)喽搪冯娏鞯哪芰Γ瑒t通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)向上游Agent發(fā)出跳閘信號(hào)，跳開(kāi) 上游斷路器；若下游開(kāi)關(guān)不具有分?jǐn)喙收想娏鞯哪芰Γ瑒t下游Agent通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)向其下 游的Agent發(fā)送跳閘信號(hào)。
5.如權(quán)利要求2所述的適用于智能配電網(wǎng)的電流差動(dòng)保護(hù)方法，其特征是，為了實(shí)現(xiàn) 各Agent間的通信，應(yīng)對(duì)各Agent的地址進(jìn)行編碼，該地址編碼中不僅包含區(qū)分不同Agent 的地址信息，而且包含Agent間的關(guān)系信息，即一個(gè)Agent根據(jù)其地址編碼識(shí)別出其上游 Agent和下游Agent，從而可以實(shí)現(xiàn)與上、下游Agent的信息交互。
6.如權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的適用于智能配電網(wǎng)的電流差動(dòng)保護(hù)方法，其 特征是，所述智能終端由結(jié)構(gòu)分為四層1/0層、計(jì)算層、決策層和通訊層，實(shí)現(xiàn)電流信號(hào)采 集、開(kāi)關(guān)動(dòng)作控制、保護(hù)計(jì)算和數(shù)據(jù)通信功能；其中I/O層包括數(shù)據(jù)采集模塊和執(zhí)行模塊， 兩者與線路和電氣設(shè)備連接；數(shù)據(jù)采集模塊將采集的到的線路和電氣設(shè)備信號(hào)送入計(jì)算層 的保護(hù)計(jì)算模塊和預(yù)處理模塊，保護(hù)計(jì)算模塊與執(zhí)行模塊連接；預(yù)處理模塊則與決策層的 數(shù)據(jù)庫(kù)連接，數(shù)據(jù)庫(kù)與協(xié)調(diào)模塊雙向通信，協(xié)調(diào)模塊與通訊層的通信模塊雙向通信，同時(shí)決 策層還設(shè)有監(jiān)控模塊和保護(hù)模塊，分別于協(xié)調(diào)模塊雙向通信；通信模塊則與其他智能終端 和用戶通信；協(xié)調(diào)模塊與執(zhí)行模塊通信。全文摘要
本發(fā)明涉及一種適用于智能配電網(wǎng)的電流差動(dòng)保護(hù)方法，它在智能配電網(wǎng)的每個(gè)開(kāi)關(guān)處均裝設(shè)電流互感器和智能配電終端，每個(gè)智能終端作為一個(gè)Agent，各Agent之間通過(guò)光纖以太網(wǎng)互聯(lián)，規(guī)定所有電流的正方向?yàn)橄到y(tǒng)電源指向線路末端的方向；通過(guò)Agent自動(dòng)檢測(cè)通信網(wǎng)絡(luò)的工作狀態(tài)，確定是否投入電流差動(dòng)保護(hù)；當(dāng)通信網(wǎng)絡(luò)工作不正常時(shí)，采用傳統(tǒng)的三段式電流保護(hù)；當(dāng)通信網(wǎng)絡(luò)工作正常時(shí)，投入電流差動(dòng)保護(hù)，并將其作為主保護(hù)；Agent通過(guò)檢測(cè)到的本地開(kāi)關(guān)電流和下游Agent傳輸過(guò)來(lái)的下游開(kāi)關(guān)電流，計(jì)算差動(dòng)電流和制動(dòng)電流，確定保護(hù)是否動(dòng)作；過(guò)電流保護(hù)為近后備保護(hù)，上游Agent的保護(hù)為本地的遠(yuǎn)后備保護(hù)。
文檔編號(hào)H02H7/28GK101938117SQ201010507149
公開(kāi)日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2010年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月14日
發(fā)明者劉凱, 吳遠(yuǎn)波, 龐清樂(lè), 杜強(qiáng), 趙強(qiáng), 高厚磊 申請(qǐng)人:山東大學(xué);山東電力集團(tuán)公司萊蕪供電公司