多饋線輻射式配電網(wǎng)接入多個(gè)分布式電源的故障區(qū)段診斷方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及故障定位技術(shù)，具體是一種多個(gè)分布式電源接入輻射式多饋線配電網(wǎng)的故障區(qū)段診斷方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著新能源的快速發(fā)展，越來越多的分布式電源如風(fēng)力發(fā)電機(jī)、太陽能光伏電板、燃料電池就近接入到配電網(wǎng)饋線中，原來輻射型的單電源配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)變化，加入的新電源在發(fā)生故障時(shí)也會(huì)向故障點(diǎn)提供故障電流，導(dǎo)致傳統(tǒng)的三段式電流保護(hù)將不能判斷正確的故障區(qū)段，一些保護(hù)可能誤動(dòng)作，導(dǎo)致不必要的停電范圍的擴(kuò)大。尤其在配網(wǎng)有多個(gè)饋線時(shí)，不光單個(gè)饋線上的保護(hù)會(huì)誤動(dòng)，饋線與饋線之間也會(huì)互相干擾。目前在單電源結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)，一般的做法是在每個(gè)保護(hù)上加裝方向元件來判斷故障功率方向，從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)的選擇性功能。但是這種在每個(gè)保護(hù)上都加裝方向元件的方法成本很高，因此，在分布式電源接入后，希望能有一種投入成本不高，又行之有效的故障判斷方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是:提供一種多饋線輻射式配電網(wǎng)在接入多個(gè)分布式電源后的故障區(qū)段診斷方法，能夠針對(duì)多個(gè)饋線段上的故障進(jìn)行區(qū)分，能夠不受多個(gè)分布式電源的干擾，準(zhǔn)確判斷出故障具體區(qū)段，成本不高，原保護(hù)整定值不變。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:它包括數(shù)據(jù)采集模塊、邏輯判斷模塊和遠(yuǎn)動(dòng)執(zhí)行模塊；所述數(shù)據(jù)采集模塊用于采集配電網(wǎng)饋線開關(guān)上三段式保護(hù)中的數(shù)據(jù)，具體的，用于采集電流元件和方向元件的信息；所述邏輯判斷模塊包括初始定位模塊、分布式電源區(qū)段判斷模塊和分布式電源后段判斷模塊；所述遠(yuǎn)動(dòng)執(zhí)行模塊與線路實(shí)行光電隔離，通過繼電器發(fā)出告警和跳閘信號(hào)。
[0005]其中，所述數(shù)據(jù)采集模塊采集的是所有饋線上限時(shí)電流速斷保護(hù)的比較環(huán)節(jié)KA的輸出，當(dāng)故障電流超過限時(shí)電流保護(hù)定值時(shí)，比較環(huán)節(jié)輸出1，否則輸出0 ;分布式電源接入的饋線上會(huì)裝有功率方向元件，采集模塊還需要采集的是這些功率方向元件上的比較環(huán)節(jié)KW的輸出，輸出1則代表有整定方向的電流流過，否則輸出0 ;對(duì)于多饋線段的配網(wǎng)線路，數(shù)據(jù)采集模塊還需要采集比較環(huán)節(jié)中電流的比較值。
[0006]其中，所述邏輯判斷模塊包括初始定位模塊、分布式電源區(qū)段判斷模塊和分布式電源后段判斷模塊，最后一個(gè)接入的分布式電源前面的饋線段稱之為“分布式電源區(qū)段”，后面的饋線段稱之為“分布式電源后段”;初始定位模塊用于判斷故障所屬哪兩個(gè)分布式電源之間，分布式電源區(qū)段判斷模塊用于判斷位于分布式電源區(qū)段的故障具體區(qū)段，分布式電源后段判斷模塊用于判斷分布式電源后段的故障具體區(qū)段。
[0007]其中，所述遠(yuǎn)動(dòng)執(zhí)行模塊與線路實(shí)行光電隔離，在數(shù)據(jù)采集模塊和邏輯判斷模塊作用以后，判斷出故障所在的具體區(qū)段，發(fā)出告警信號(hào)和跳閘信號(hào)，跳閘隔離故障區(qū)段。
[0008]其中，所述初始定位模塊首先用于判斷故障發(fā)生在哪條饋線上，具體地，根據(jù)各個(gè)饋線出口處電流元件的變化量來判斷故障發(fā)生的饋線；接著由已采集的信息判斷分布式電源上每個(gè)方向元件是否動(dòng)作，都動(dòng)作說明故障位于分布式電源后段，只要有一個(gè)方向元件不動(dòng)作，故障位于分布式電源區(qū)段；最后判斷故障位于哪兩個(gè)分布式電源之間，所采用的方法是判斷是否有兩個(gè)相鄰的分布式電源上的方向元件，有且只有一個(gè)動(dòng)作，如果是，則這樣的區(qū)段存在故障。
[0009]其中，所述分布式電源區(qū)段判斷模塊當(dāng)確定故障位于具體兩個(gè)分布式電源之間后，查找區(qū)段中各個(gè)電流元件的比較環(huán)節(jié)是否有1輸出，選定最靠近變電站輸出1的保護(hù)，接著判斷下面兩個(gè)保護(hù)的KA輸出，則得到故障位于哪兩個(gè)保護(hù)之間。
[0010]其中，所述分布式電源后段判斷模塊當(dāng)確定故障位于分布式電源后段后，查找區(qū)段中各個(gè)電流比較環(huán)節(jié)是否有1輸出，判斷是否有兩個(gè)相鄰的保護(hù)上的比較輸出，有且只有一個(gè)輸出1，如果是，則這兩個(gè)保護(hù)之間存在故障，啟動(dòng)遠(yuǎn)動(dòng)執(zhí)行模塊。
[0011 ] 其中，數(shù)據(jù)采集模塊采集的是所有饋線上限時(shí)電流速斷保護(hù)的比較環(huán)節(jié)KA的輸出，這里只采用三段式電流保護(hù)中限時(shí)電流速斷保護(hù)比較環(huán)節(jié)的原因是，速斷保護(hù)整定值不能覆蓋所保護(hù)的饋線段，在饋線后段速斷保護(hù)比較環(huán)節(jié)KA不能反應(yīng)真實(shí)情況；定時(shí)限過電流保護(hù)的整定值太小，故障發(fā)生后，很多保護(hù)的比較環(huán)節(jié)KA輸出都為1，導(dǎo)致無法進(jìn)行分析；而限時(shí)電流速斷保護(hù)的整定值能夠保護(hù)本饋線段，但又保護(hù)不了下一個(gè)完整的饋線段，所有的限時(shí)電流保護(hù)既覆蓋了整條線路，又能根據(jù)保護(hù)動(dòng)作情況進(jìn)行分析，故采集它的比較環(huán)節(jié)進(jìn)行分析；具體的，將三段式電流保護(hù)都閉鎖，待利用本方法判斷出故障區(qū)段后，再發(fā)信號(hào)使保護(hù)動(dòng)作；當(dāng)故障電流超過限時(shí)電流保護(hù)定值時(shí)，比較環(huán)節(jié)輸出1，否則輸出0 ;由于一般分布式電源接入的饋線上會(huì)裝有功率方向元件，采集模塊還需要采集的是這些功率方向元件上的比較環(huán)節(jié)KW的輸出，輸出1則代表有整定方向的電流流過，否則輸出0 ;對(duì)于多饋線段的配網(wǎng)線路，數(shù)據(jù)采集模塊還需要采集故障前后電流比較環(huán)節(jié)中電流的比較值，用以計(jì)算故障前后電流的變化量。
[0012]其中，邏輯判斷模塊包括初始定位模塊、分布式電源區(qū)段判斷模塊和分布式電源后段判斷模塊這三個(gè)子模塊，子模塊相互配合，將數(shù)據(jù)采集模塊采集的各條饋線出口電流變化量，分布式電源上方向元件的比較環(huán)節(jié)輸出，各個(gè)限時(shí)電流速斷保護(hù)電流元件比較環(huán)節(jié)的輸出，進(jìn)行邏輯判斷，確定故障具體區(qū)段；具體的，初始定位模塊用于，首先根據(jù)各個(gè)饋線出口處電流元件的變化量來判斷故障發(fā)生的饋線，若電流變化量為正值，則說明此饋線上有故障發(fā)生，若為負(fù)值，則說明故障不在此饋線；接著判斷分布式電源上每個(gè)方向元件是否動(dòng)作，都動(dòng)作說明故障位于分布式電源后段，只要有一個(gè)方向元件不動(dòng)作，故障位于分布式電源區(qū)段；最后判斷故障位于哪兩個(gè)分布式電源之間，所采用的方法是判斷是否有兩個(gè)相鄰的分布式電源上的方向元件，有且只有一個(gè)動(dòng)作，如果是，則這樣的區(qū)段存在故障；具體的，分布式電源區(qū)段判斷模塊用于，當(dāng)確定故障位于具體兩個(gè)分布式電源之間后，查找區(qū)段中各個(gè)電流元件的比較環(huán)節(jié)是否有1輸出，選定最靠近變電站輸出1的保護(hù)，接著判斷下面兩個(gè)保護(hù)的KA輸出；由于不存在下面第一個(gè)保護(hù)輸出0，而第二個(gè)保護(hù)輸出1的情況，所以只有三種情況；當(dāng)下面兩個(gè)保護(hù)輸出0時(shí)，故障位于前段；第一個(gè)輸出1第二個(gè)輸出0時(shí)，故障位于后段；兩個(gè)KA都輸出1時(shí)，給第一個(gè)保護(hù)發(fā)跳閘信號(hào)，選定的保護(hù)仍然輸出1時(shí)，故障位于前段，反之位于后段；具體的，分布式電源后段判斷模塊用于，當(dāng)確定故障位于分布式電源后段后，查找區(qū)段中各個(gè)電流比較環(huán)節(jié)是否有1輸出，判斷是否有兩個(gè)相鄰的保護(hù)上的比較輸出，有且只有一個(gè)輸出1，如果是，則這兩個(gè)保護(hù)之間存在故障，啟動(dòng)遠(yuǎn)動(dòng)執(zhí)行模塊；具體的，三個(gè)模塊配合的步驟如下:
(1)數(shù)據(jù)采集模塊采集的一條饋線出口電流變化量是否為正，如果是，執(zhí)行步驟2;如果否，繼續(xù)判斷下一饋線；
(2)數(shù)據(jù)采集模塊采集的分布式電源方向元件的比較環(huán)節(jié)輸出是否為1，如果是，判斷故障發(fā)生在分布式電源后段，如果否，故障發(fā)生在分布式電源區(qū)段；
(3)故障位于分布式電源后段，比較相鄰兩個(gè)保護(hù)的電流元件比較輸出，有且只有一個(gè)輸出1，則啟動(dòng)遠(yuǎn)動(dòng)執(zhí)彳丁1?塊；
(4)故障位于分布式電源區(qū)段，判斷是否有兩個(gè)相鄰的分布式電源上的方向元件，有且只有一個(gè)輸出為1，如果是，則這樣的區(qū)段存在故障，執(zhí)行步驟5 ;
(5)區(qū)段中各個(gè)電流元件的比較環(huán)節(jié)是否有1輸出，選定最靠近變電站輸出1的保護(hù)，接著判斷下面兩個(gè)保護(hù)的KA輸出；
(6)當(dāng)下面兩個(gè)保護(hù)輸出0時(shí)，故障位于前段；第一個(gè)輸出1第二個(gè)輸出0時(shí)，故障位于后段；兩個(gè)KA都輸出1時(shí)，給第一個(gè)保護(hù)發(fā)跳閘信號(hào)，選定的保護(hù)仍然輸出1時(shí)，故障位于前段，反之位于后段。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提供的是多饋線輻射式配電網(wǎng)接入多個(gè)分布式電源的故障區(qū)段診斷方法，將此類故障問題的處理用三個(gè)模塊:數(shù)據(jù)采集模塊，邏輯判斷模塊，遠(yuǎn)動(dòng)執(zhí)行模塊來執(zhí)行，其中邏輯判斷模塊又可細(xì)分為初始定位模塊、分布式電源區(qū)段判斷模塊和分布式電源后段判斷模塊，從傳統(tǒng)保護(hù)基礎(chǔ)出發(fā)，很好的判斷多饋線情況下故障位于哪條饋線，很好的解決多分布式電源接入情況下分布式電源的干擾問題，可行性和經(jīng)濟(jì)性都較高。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明多饋線輻射式配電網(wǎng)接入多個(gè)分布式電源的故障區(qū)段診斷方法的實(shí)現(xiàn)原理接線圖；
圖2為本發(fā)明邏輯判斷模塊的實(shí)現(xiàn)步驟流程圖；
圖3為本發(fā)明公開的一個(gè)具體實(shí)例示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說明。
[0016]本實(shí)施例公開一種多饋線輻射式配電網(wǎng)接入多個(gè)分布式電源的故障區(qū)段診斷方法，參見圖1的原理接線圖所示，包括三個(gè)執(zhí)行模塊，即數(shù)據(jù)采集模塊、邏輯判斷模塊和遠(yuǎn)動(dòng)執(zhí)彳xt旲塊；
數(shù)據(jù)采集模塊接于方向元件的比較環(huán)節(jié)輸出KW的后面，用以采集分布式電