一种基于扰动电压量的微电网线路保护算法

技术领域

本发明涉及微电网的线路保护方法，具体为一种基于扰动电压量 的微电网线路保护算法。

背景技术

随着我国国民经济的快速发展，电力需求迅速增长，电网建设步 伐日益加快。但是随着电网规模不断扩大，超大规模电力系统的弊端 也日益显现：成本高，损耗大，运行难度大，难以满足用户对供电安 全性、可靠性等方面越来越高的要求。此外，传统电网大量地消耗以 煤为主的能源，随着能源供应的持续紧张和生态文明意识的不断提升， 微电网开始引入到电力系统。

分布式电源接入配电网系统后，改变了原有网络的拓扑结构，使 网络结构复杂多变，网络中的潮流分布、故障电流的大小和流向均会 发生变化，进而影响传统配电网中保护设备之间的配合。含微电网的 配电网结构复杂多变，网络结构常常包含有多个支路，其中一部分支 路上接有一个或多个微电网或微电源。这使得含微电网的配电网保护 系统一定是由多个保护节点通过通讯联接而成的，而与传统的配电网 采用的两个保护节点之间的联接是不同的。

如今，大量的新能源都通过电力电子设备接入到微电网中。为了 保护这些电力电子设备，加入了许多饱和模块，使得当系统发生故障 的时候，不会产生很大的短路电流，传统的配电网过电流保护不能适 用于微电网，需要研究适用于微电网的新的继电保护方案。

发明内容

本发明为了解决传统的配电网过流保护不能对微电网进行保护 的问题，提供了一种基于扰动电压量的微电网线路保护算法。

本发明是采用如下的技术方案实现的：一种基于扰动电压量的微 电网线路保护算法，包括以下步骤：

S1：使用电压互感器检测微电网的三相端电压U_a、U_b和U_c；

S2：S1中测得的三相端电压U_a、U_b和U_c在继电保护装置内经过 派克变换，变换成dq两相旋转坐标系下的直流量U_dr、U_qr；

S3：S2变换得到的U_qr与参考信号U_qref相比较，得到扰动电压 V_e，，Ve＝Uqr-Uqref，U_qref为微电网正常运行状况下的U_qr；

S4：当微电网扰动电压V_e的最大值V_emax满足时， 继电保护装置1s后发出跳闸指令，当微电网扰动电压V_e的最大值 V_emax满足时，继电保护装置0.5s后发出跳闸指令，当 微电网扰动电压V_e的最大值V_emax满足时，继电保护装 置0.2s后发出跳闸指令，E为端电压的幅值。

传统的电流保护算法在微电网中由于电流的双向流动无法采用， 传统的低电压保护或过电压保护只能设定单一的整定值，无法根据故 障的严重情况分别对应做出处理结果。本发明设计的保护算法，根据 测得的电压值与正常运行时的参考电压进行对比，确定故障的严重成 都，并依据扰动值发出延时跳闸指令，以提高系统运行的稳定性。同 时，本发明的方法采用交轴直流分量进行对比，通过派克变换将系统 三相不对称的交流分量变换为单一的直流分量进行对比计算，大大简 化了计算难度，提高了继电保护装置的灵敏度。

具体实施方式

一种基于扰动电压量的微电网线路保护算法，包括以下步骤：

S1：使用电压互感器检测微电网的三相端电压U_a、U_b和U_c；

S2：S1中测得的三相端电压U_a、U_b和U_c在继电保护装置内经过 派克变换，变换成dq两相旋转坐标系下的直流量U_dr、U_qr；

S3：S2变换得到的U_qr与参考信号U_qref相比较，得到扰动电压 V_e，Ve＝Uqr-Uqref，U_qref为微电网正常运行状况下的U_qr；

S4：当微电网扰动电压V_e的最大值V_emax满足时， 继电保护器1s后发出跳闸指令，当微电网扰动电压V_e的最大值V_emax满足时，继电保护装置0.5s后发出跳闸指令，当微电 网扰动电压V_e的最大值V_emax满足时，继电保护器0.2s 后发出跳闸指令，E为端电压的幅值。