用于分布式电源接入的区域电网故障自愈控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于分布式电源接入的区域电网故障自愈控制方法及系统，本发明专利技术方法包括在区域电网发生故障且存在分布式电源时，计算分布式电源的容量和负荷的视在功率之间的比值K且在超出边界时：切除全部的分布式电源，等待自愈装置的动作条件被满足，满足后故障自愈装置动作以将发生故障后的区域电网接入备用电源,并根据约束条件逐级恢复被切除的负荷和分布式电源。本发明专利技术不仅具备快速的故障后恢复能力，同时大大减少了停电时间和停电范围，提高了电网的稳定性，通过对故障后分布式电源与负荷容量的比值进行分析，针对不同的源荷比例采取不同的故障自愈控制策略，在保证了故障恢复的选择性、可靠性的前提下同时提高了故障恢复的快速性。故障恢复的快速性。故障恢复的快速性。

【技术实现步骤摘要】
用于分布式电源接入的区域电网故障自愈控制方法及系统


[0001]本专利技术属于电力系统的故障自愈控制技术，具体涉及一种用于分布式电源接入的区域电网故障自愈控制方法及系统。

技术介绍

[0002]以光伏发电、风力发电和小水电为主的分布式电源改变了传统配电网的无源特性，使配电网变为有源网络，这对配电网的继电保护提出了更高的要求。对于含有分布式电源的配电网发生故障后，由于分布式电源的存在，故障自愈装置的动作条件可能不会满足。由于故障自愈装置不能及时动作，分布式电源和负荷之间的功率不平衡可能使故障后的电网发生更严重的事故。一种方案是电网故障后直接全部切除分布式电源，然后满足故障自愈装置动作条件，但是这种方法没有充分利用分布式电源的出力和无功补偿能力。
[0003]为了充分利用分布式电源，并为故障后电网提供电压、频率支撑，可以将分布式电源保留，按照约束条件切除部分负荷或者部分分布式电源，形成稳定运行的孤岛，然后根据孤岛检测手段检测合格后实现并网。对于保留分布式电源的运行策略一种方案是首先通过孤岛检测判断是否形成稳定孤岛，如果没有形成稳定孤岛则需要切除一部分分布式电源或负荷后再执行相应的运行策略，此方案在孤岛检测过程中需要消耗一定的时间。另一种方案将分布式电源分为逆变器型和同步发电机型，根据分布式电源包含的类型执行不同的运行策略，并且当分布式电源类型仅为逆变器型时，直接切除分布式电源。此方案减少了一开始的孤岛检测所花费的时间，但是仅仅根据分布式电源类型判断是否全部切除分布式电源还是会浪费一部分分布式电源的出力和无功补偿能力。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种用于分布式电源接入的区域电网故障自愈控制方法及系统，本专利技术不仅具备快速的故障后恢复能力，同时大大减少了停电时间和停电范围，提高了电网的稳定性，通过对故障后分布式电源与负荷容量的比值进行分析，针对不同的源荷比例采取不同的故障自愈控制策略，在保证了故障恢复的选择性、可靠性的前提下同时提高了故障恢复的快速性。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]一种用于分布式电源接入的区域电网故障自愈控制方法，包括：
[0007]S101，在区域电网发生故障时计算分布式电源与负荷两者的视在功率之比，得到比值K；
[0008]S102，在比值K小于预设的下限值K
min
或大于预设的上限值K
max
时，判定分布式电源实际发出的功率与负荷需要消耗的功率差值超过分布式电源的功率调节范围，执行第一故障自愈策略：切除全部分布式电源，且建立故障自愈装置动作条件且在故障自愈装置动作条件满足时故障自愈装置动作，根据约束条件逐级恢复被切除的负荷和分布式电源。
[0009]可选地，步骤S101包括：对发生故障后的区域电网进行潮流计算得到故障后区域
电网的各节点电压U
i
、各支路有功P
i
与无功Q
i
、各支路电流I
i
；根据故障后区域电网的各支路有功P
i
与无功Q
i
求和得到故障后区域电网所有负荷的视在功率；将各个分布式电源的容量求和作为分布式电源的视在功率；将分布式电源的视在功率除以故障后区域电网所有负荷的视在功率得到比值K。
[0010]可选地，步骤S102中预设的下限值K
min
取值为0.8，预设的上限值K
max
取值为1.5。
[0011]可选地，所述第一故障自愈策略包括：
[0012]S201，切除全部的分布式电源；
[0013]S202，根据采集的实时数据建立故障自愈装置所需的动作条件；
[0014]S203，故障自愈装置满足动作条件后动作，对故障自愈装置动作后的区域电网再进行一次潮流计算以检测是否有线路过载或变压器过载，如果有线路过载或变压器过载，则计算要消除线路过载或变压器过载所需切除的有功和无功负荷，并校正故障自愈装置的动作条件；
[0015]S204，按照负荷的重要性从低到高的顺序，切除消除过载所需切除的有功和无功负荷；
[0016]S205，故障自愈装置满足动作条件后再次动作，将发生故障后的区域电网接入备用电源；
[0017]S206，获得故障电网接入备用电源后的电网信息并进行潮流计算，根据功率平衡约束、出力约束、频率约束和电压约束逐级恢复相应的负荷和分布式电源。
[0018]可选地，步骤S202中根据采集的实时数据建立故障自愈装置动作条件时，采集的实时数据包括：区域电网内各个断路器的开关状态，因线路故障而动作的断路器，区域电网内各个故障自愈装置的开关状态，区域电网内各个母线的电压值，母线之外的线路电压值和线路电流值，区域电网内分布式电源、主电源和备用电源的电压值，区域电网内各个元件的名称及位置；不同的实时数据建立的故障自愈装置的动作条件不同；所述动作条件由判据按照一定的逻辑关系式构成，每一条判据包括测点名、测点值、比较类型、设定值、延时和逻辑事件构成，其中测点名、测点值来自采集的实时数据中。
[0019]可选地，步骤S102中还包括在比值K大于等于预设的下限值K
min
且比值K小于1时执行第二故障自愈策略：
[0020]S301，计算分布式电源与负荷两者的视在功率平衡所需切除的有功和无功负荷；
[0021]S302，按照负荷的重要性从低到高的顺序，依次切除所需切除的有功和无功负荷；
[0022]S303，在发生故障后的区域电网接入备用电源的并网点的同期判别装置检测并网点两侧的相位差、相序、电压差及频率差是否满足预设的准同期并网条件，若满足预设的准同期并网条件则进行并网以将发生故障后的区域电网接入备用电源，跳转步骤S304；否则，执行第一故障自愈策略，结束并退出；
[0023]S304，获得发生故障后的区域电网并网接入备用电源的电网信息并进行潮流计算，根据功率平衡约束、出力约束、频率约束和电压约束逐级恢复相应的负荷。
[0024]可选地，步骤S102中还包括在比值K大于等于1且比值K小于等于预设的上限值K
max
时执行第三故障自愈策略：
[0025]S401，根据发生故障后的区域电网中的分布式电源类型选择分布式电源的运行策略以使得区域电网线路的电压和频率稳定在额定值；
[0026]S402，在发生故障后的区域电网接入备用电源的并网点的同期判别装置检测并网点两侧的相位差、相序、电压差及频率差是否满足预设的准同期并网条件，若满足预设的准同期并网条件则进行并网以将发生故障后的区域电网接入备用电源，跳转步骤S403；否则，执行第一故障自愈策略，结束并退出；
[0027]S403，获得发生故障后的区域电网并网接入备用电源的电网信息并进行潮流计算，根据功率平衡约束、出力约束、频率约束和电压约束逐级恢复相应的负荷。
[0028]可选本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于分布式电源接入的区域电网故障自愈控制方法，其特征在于，包括：S101，在区域电网发生故障时计算分布式电源与负荷两者的视在功率之比，得到比值K；S102，在比值K小于预设的下限值K
min
或大于预设的上限值K
max
时，判定分布式电源实际发出的功率与负荷需要消耗的功率差值超过分布式电源的功率调节范围，执行第一故障自愈策略：切除全部分布式电源，且建立故障自愈装置动作条件且在故障自愈装置动作条件满足时故障自愈装置动作，根据约束条件逐级恢复被切除的负荷和分布式电源。2.根据权利要求1所述的用于分布式电源接入的区域电网故障自愈控制方法，其特征在于，步骤S101包括：对发生故障后的区域电网进行潮流计算得到故障后区域电网的各节点电压U
i
、各支路有功P
i
与无功Q
i
、各支路电流I
i
；根据故障后区域电网的各支路有功P
i
与无功Q
i
求和得到故障后区域电网所有负荷的视在功率；将各个分布式电源的容量求和作为分布式电源的视在功率；将分布式电源的视在功率除以故障后区域电网所有负荷的视在功率得到比值K。3.根据权利要求1所述的用于分布式电源接入的区域电网故障自愈控制方法，其特征在于，步骤S102中预设的下限值K
min
取值为0.8，预设的上限值K
max
取值为1.5。4.根据权利要求1所述的用于分布式电源接入的区域电网故障自愈控制方法，其特征在于，所述第一故障自愈策略包括：S201，切除全部的分布式电源；S202，根据采集的实时数据建立故障自愈装置所需的动作条件；S203，故障自愈装置满足动作条件后动作，对故障自愈装置动作后的区域电网再进行一次潮流计算以检测是否有线路过载或变压器过载，如果有线路过载或变压器过载，则计算要消除线路过载或变压器过载所需切除的有功和无功负荷，并校正故障自愈装置的动作条件；S204，按照负荷的重要性从低到高的顺序，切除消除过载所需切除的有功和无功负荷；S205，故障自愈装置满足动作条件后再次动作，将发生故障后的区域电网接入备用电源；S206，获得故障电网接入备用电源后的电网信息并进行潮流计算，根据功率平衡约束、出力约束、频率约束和电压约束逐级恢复相应的负荷和分布式电源。5.根据权利要求4所述的用于分布式电源接入的区域电网故障自愈控制方法，其特征在于，步骤S202中根据采集的实时数据建立故障自愈装置动作条件时，采集的实时数据包括：区域电网内各个断路器的开关状态，因线路故障而动作的断路器，区域电网内各个故障自愈装置的开关状态，区域电网内各个母线的电压值，母线之外的线路电压值和线路电流值，区域电网内分布式电源、主电源和备用电源的电压值，区域电网内各个元件的名称及位置；不同的实时数据建立的故障自愈装置的动作条件不同；所述动作条件由判据按照一定的逻辑关系式构成，每一条判据包括测点名、测点值、比较类型、设定值、延时和逻辑事件构成，其中测点名、测点值来自采集的实时数据中。6.根据权利要求5所述的用于分布式电源接入的区域电网故障自愈控制方法，其特征在于，步骤S102中还包括在比值K大于等于预设的下限值K
min
且比值K小于1时执行第二故障自愈策略：
S301，计算分布式电源与负荷两者的视在功率平衡所需切除的有功和无功负荷；S302，按照负荷的重要性从低到高的顺序，依次切除所需切除的有功和无功负荷；S303，在发生故障后的区域电网接入备用电源的并网点的同...

【专利技术属性】
技术研发人员：严亚兵，黄勇，刘永刚，宋兴荣，敖非，程立新，李勃，霍思敏，刘海峰，王玎，李刚，许立强，臧欣，余斌，尹超勇，袁赛军，肖雨薇，龙雪梅，徐彪，舒劲流，吴晋波，洪权，刘志豪，肖豪龙，丁禹，欧阳宗帅，龚禹生，欧阳帆，梁文武，李辉，
申请(专利权)人：国网湖南省电力有限公司电力科学研究院国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：