Page 24 - 电力与能源2021年第一期

1 8 高玉雅, 等: 考虑分布式电源与随机负荷的主动配电网继电保护新方法

出或不发出动作信号; J=Δ ———区域保护主站向 F1 。故障发生后, 区域内各元件的保护启动信息
执行判据计算处的保护发出延时信号。 上传至区域保护主站, 局部区域的自适应保护整
当发出 延 时 信 号 时, 说 明 此 处 自 适 应 保 护 定值及保护启动信息如表 1 所示。
Ⅱ 段可能 存 在 与 下 级 线 路 无 法 配 合 的 情 况, 有 表 1 各保护整定值及动作情况
越级跳闸 的 风 险, 此 时 需 要 根 据 延 长 自 适 应 保 保护编号 I setI / kA I setII / kA I setIII / kA I段 II段 III段
护 Ⅱ 段的启动时间。 E 1+E 2+E 3 的计算结果越 1 8.4402 6.1992 4.6964 0 0 1
小, 说明 故 障 发 生 的 距 离 越 远, 需 要 的 延 时 也 2 5.6244 4.2609 3.2776 0 1 1
3 4.4746 3.3899 2.6076 1 1 1
越长。
22 0.0116 0.0093 0.0070 0 0 0
以图 4 所示配电网为例, 故障 F1 发生在线
由表1 可知, 保护 1 的自适应保护Ⅲ段启动,
路 B2-B3 的末端。此时保护1 与保护2 的自适应
保护2的自适应保护 Ⅱ 段、 Ⅲ段均启动, 保护 3 的自
保护 Ⅱ 段、 Ⅲ 段均启动。对于保护1 , 计算得E 1+
适应保护 Ⅰ 段、 Ⅱ 段、 Ⅲ段均启动, 保护 22 不启动, 经
E 2+E 3=-2 , 区域保护主站向保护 1 发出延时
信号。对于保护 2 , 计算得 E 1+E 2+E 3=1 , 区域 计算故障判据与保护动作判据如表2所示。
表 2 各保护故障判据与保护动作判据
保护主站向保护 2 发出动作信号。由于保护 1 的
保护编号
动作时间被延长, 因此保护 2 先于保护 1 动作, 解 E1 E2 E3 J
1 0 0 0 0
决了保护可能失去选择性的问题。
2 0 -1 0
3 仿真验证 3 3 1 0 1
22 0 0 0 0
3.1 仿真算例
根据表 2 , 区域保护主站向保护 1 与保护 22
本文采用基于 IEEE33 节点的改进配电系 不发出动作信号, 向保护 3 发出动作信号, 向保护
统, 验证所提方法的正确性与有效性, 系统图及各
2 发送延时信号, 由保护 3 动作切除故障。
保护编号如图 5 所示。 对于仅在线路首端配置传统 电 流 保 护 的 系
该系统为多 电 源 辐 射 系 统, 共 包 含 33 个 节 统, 由于电流保护的I段难以覆盖线路末端, 线路
点, 32 条支路, 5 个联络开关支路, 分别为 7-20 , 8- 末端发生的故障是较为不利的情况之一。通过保
14 , 11-21 , 17-32 与 21-28 , 5 个可控 DG 的安装位 护定值的自适应整定, 能够有效避免这种情况, 保
置分别为 7 , 11 , 15 , 20 , 29 , 电动汽车的充电负荷
证保护的速动性。在极端情况下, 如区域后备保
随机接入 系 统 各 个 节 点。 0 号 变 电 站 为 区 域 主
护的通信条件难以满足, 可自然退化为三段式保
站, 负责接收各保护上传的逻辑量信息, 进行综合
护, 不影响保护动作结果。
决策并发送动作信号。 4 个保护基本单元按照馈
考虑不同的故障位置与故障场景, 在线路 L6
线划分, 分别为{ 0-1-2-5-17 }、{ 0-1-21 }、{ 0-1-2-24 }
的 20% 处设置两相相间金属性故障 F2 。局部区
与{ 0-1-2-5-32 }。
域的自适应保护整定值及保护启动信 息如 表 3
所示。
表 3 各保护整定值及动作情况

保护编号 I setI / kA I setII / kA I setIII / kA I段 II段 III段
5 2.5727 1.9490 1.4993 0 1 1
6 2.2679 1.7181 1.3216 0 1 1
7 1.9017 1.4407 1.1082 0 0 0
25 0.0205 0.0164 0.0123 0 0 0
由表 3 可知, 保护 5 与保护 6 的自适应保护
Ⅱ 段、 Ⅲ 段均启动, 仅依靠本地信息的保护可能会
图 5 改进IEEE33 节点配电系统 存在难以配合的问题, 此时需要区域保护主站提
3.2 保护方案验证 供帮助。经计算, 故障判据与保护动作判据如表
在线路 L3 的 80% 处 设 置 三 相 金 属 性 故 障 4 所示。