一种含光伏接入的配电网继电保护优化方法及系统与流程

本申请涉及继电保护优化，具体涉及一种含光伏接入的配电网继电保护优化方法及系统。

背景技术：

1、光伏发电的接入改变了配电网的电源结构，使配电网从传统的单电源辐射型网络转变为多电源网络，光伏出力的随机性还会增加配电网电压和电流波动，短路电流的分布和特性发生显著改变。电流保护作为检测短路故障并切断故障电流的重要手段，其性能直接受到故障短路电流特性的影响，因为它不再仅由传统电源引起，故原有的继电保护装置失效，因此亟需研究一种含光伏接入的配电网保护优化方法，以确保在光伏发电接入后，继电保护系统能够准确、迅速地检测并隔离故障，保证配电网安全稳定运行。

2、配电网继电保护一般根据继电保护定值实现，传统的继电保护方法中电流整定值一般为固定值，而光伏接入电网后，故障特征变化显著，传统方法难以适应含光伏接入的配电网继电保护，而差动保护方法作为一种基于电流差异的继电保护方法，实现原理简单且能及时切断故障电路，但是由于配电网光伏接入具有分布式特点，在配电网不同位置接入光伏，如馈线始端、中部、末端，对配电网线路中故障电流影响程度也不同，如果电流整定值设定不合理，受光伏出力影响会使线路中故障电流放大或者产生反向电流，导致继电保护装置发生误动或者拒动。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本申请的目的在于提供一种含光伏接入的配电网继电保护优化方法及系统，所采用的技术方案具体如下：

2、第一方面，本申请实施例提供了一种含光伏接入的配电网继电保护优化方法，该方法包括以下步骤：

3、对配电网系统中所有继电保护装置和所有分布式光伏在母线中的位置信息进行采集；获取配电网系统中的短路故障点；

4、根据配电网系统中各馈线区段的输入和输出电流之间的差异，获取各馈线区段的差动电流；

5、对于短路故障点所在馈线中不存在短路故障点的馈线区段，通过分析该馈线区段的继电保护装置与短路故障点所在馈线区段中的继电保护装置之间的位置信息差异，以及该馈线区段与其所在馈线中所有分布式光伏之间的位置信息差异，并结合该馈线区段的差动电流大小，构建误动因子，以此对该馈线区段的可靠系数进行自适应调整，从而获取电流整定值，进而判断是否触发该馈线区段的继电保护装置；

6、对于短路故障点所在馈线区段，通过分析该馈线区段的短路故障点上下游的输出功率差异，构建拒动因子，以此对该馈线区段的可靠系数进行自适应调整，从而获取电流整定值，并结合该馈线区段的差动电流，判断是否触发该馈线区段的继电保护装置；

7、若触发，则在经过动作延时时间后进行触发；若不触发，则保持原状。

8、作为优选，所述各馈线区段的差动电流的获取方法为：

9、分别统计各馈线区段的输入电流与其预设补偿因子的乘积、输出电流与其预设补偿因子的乘积；

10、将上述两个乘积之间的绝对差值记为各馈线区段的差动电流。

11、作为优选，当不存在短路故障点的馈线区段的差动电流大于预设差动阈值时，令该馈线区段的判别系数等于1；反之，令该馈线区段的判别系数等于0。

12、作为优选，所述误动因子的构建方法为：

13、计算每个不存在短路故障点的馈线区段与短路故障点所在馈线区段的继电保护装置的位置信息之间的欧氏距离；

14、计算每个不存在短路故障点的馈线区段的继电保护装置与其所在馈线中所有分布式光伏的位置信息之间的欧氏距离；

15、当所述判别系数为1时，所述馈线区段的误动因子与上述两个欧氏距离均呈负相关关系，当所述判别系数为0时，所述馈线区段的误动因子等于0。

16、作为优选，通过误动因子对不存在短路故障点的馈线区段的可靠系数进行自适应调整的具体公式为：；式中，表示第j个不存在短路故障点的馈线区段的自适应调整后的可靠系数；表示第j个不存在短路故障点的馈线区段的误动因子；、分别表示可靠系数的预设最大值和预设最小值。

17、作为优选，判断是否触发不存在短路故障点的馈线区段的继电保护装置的具体过程为：

18、当任一不存在短路故障点的馈线区段的差动电流大于预设差动阈值时，若该馈线区段的输入电流大于其电流整定值时，则判定需要触发该馈线区段的继电保护装置，反之，则判定不需要触发该馈线区段的继电保护装置；

19、否则，则判定不需要触发该馈线区段的继电保护装置。

20、作为优选，令短路故障点下游的所有分布式光伏的输出功率的总和减去短路故障点上游的所有分布式光伏的输出功率的总和，所述拒动因子与所得差值呈正相关关系。

21、作为优选，通过拒动因子对短路故障点所在馈线区段的可靠系数进行自适应调整的具体公式为：；式中，为短路故障点所在馈线区段的自适应调整后的可靠系数；、分别表示可靠系数的预设最大值和预设最小值；为短路故障点所在馈线区段的拒动因子。

22、作为优选，判断是否触发短路故障点所在馈线区段的继电保护装置的具体过程为：

23、当短路故障点所在馈线区段的差动电流大于预设差动阈值时，则判定需要触发该馈线区段的继电保护装置；

24、否则，若短路故障点所在馈线区段的输出电流大于其电流整定值，则判定需要触发该馈线区段的继电保护装置；反之，则判定不需要触发该馈线区段的继电保护装置。

25、第二方面，本申请实施例还提供了一种含光伏接入的配电网继电保护优化系统，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意一项所述一种含光伏接入的配电网继电保护优化方法的步骤。

26、本申请至少具有如下有益效果：

27、针对目前配电网采用单一的差动保护，差动电流容易受到光伏接入的随机出力影响，导致继电保护装置存在误动或者拒动的问题，本申请将差动保护和自适应电流保护机制融合，来优化含光伏接入的配电网继电保护，不仅通过差动电流的异常程度来判断是否触发继电保护装置，还分析了差动电流在受到分布式光伏接入的影响而发生误动或者拒动的情况，构建误动因子和拒动因子，以此来自适应调节电流整定值，进而判断是否触发继电保护装置，及时地触发继电保护装置动作切断故障电路，实现对含光伏接入的配电网继电保护优化，避免继电保护装置误动或者拒动，提高了继电保护的稳定性和准确性，保证了配电网系统安全稳定运行。

1.一种含光伏接入的配电网继电保护优化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种含光伏接入的配电网继电保护优化方法，其特征在于，所述各馈线区段的差动电流的获取方法为：

3.如权利要求1所述的一种含光伏接入的配电网继电保护优化方法，其特征在于，当不存在短路故障点的馈线区段的差动电流大于预设差动阈值时，令该馈线区段的判别系数等于1；反之，令该馈线区段的判别系数等于0。

4.如权利要求3所述的一种含光伏接入的配电网继电保护优化方法，其特征在于，所述误动因子的构建方法为：

5.如权利要求1所述的一种含光伏接入的配电网继电保护优化方法，其特征在于，通过误动因子对不存在短路故障点的馈线区段的可靠系数进行自适应调整的具体公式为：；式中，表示第j个不存在短路故障点的馈线区段的自适应调整后的可靠系数；表示第j个不存在短路故障点的馈线区段的误动因子；、分别表示可靠系数的预设最大值和预设最小值。

6.如权利要求1所述的一种含光伏接入的配电网继电保护优化方法，其特征在于，判断是否触发不存在短路故障点的馈线区段的继电保护装置的具体过程为：

7.如权利要求1所述的一种含光伏接入的配电网继电保护优化方法，其特征在于，令短路故障点下游的所有分布式光伏的输出功率的总和减去短路故障点上游的所有分布式光伏的输出功率的总和，所述拒动因子与所得差值呈正相关关系。

8.如权利要求1所述的一种含光伏接入的配电网继电保护优化方法，其特征在于，通过拒动因子对短路故障点所在馈线区段的可靠系数进行自适应调整的具体公式为：；式中，为短路故障点所在馈线区段的自适应调整后的可靠系数；、分别表示可靠系数的预设最大值和预设最小值；为短路故障点所在馈线区段的拒动因子。

9.如权利要求1所述的一种含光伏接入的配电网继电保护优化方法，其特征在于，判断是否触发短路故障点所在馈线区段的继电保护装置的具体过程为：

10.一种含光伏接入的配电网继电保护优化系统，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-9任意一项所述一种含光伏接入的配电网继电保护优化方法的步骤。