具有虚拟电厂运行特性的配电线路及虚拟电厂

本申请属于继电保护，尤其涉及一种具有虚拟电厂运行特性的配电线路及虚拟电厂。

背景技术：

1、随着电力系统的电源结构由化石能源向可再生能源的转变，以风电、光伏为代表的可再生能源的渗透率不断升高。由于可再生能源具有间歇性、波动性和随机性等特性，大规模接入电网后将会使得电力系统的运行变得更为复杂。

2、虚拟电厂作为整合分布式灵活资源的有效手段，利用调控技术和通信技术，能够协调各类分布式电源与柔性负荷形成一个特殊的电厂参与电力系统的运行。

3、由于虚拟电厂中聚合了大量的可再生资源(ress)，使得含虚拟电厂的配电网故障特性表现为以下几个方面：一是ress基于逆变器并网其故障电流受逆变器控制策略限制，故障电流不超过额定电流的1.5-2.0倍，从而增加了通过故障电流进行故障检测的难度；二是虚拟电厂聚合成员需要接受上级管理者的管理调度，运行方式复杂多变，不同的运行方式下配电网的潮流分布差异极大，导致流过本地继电器的短路电流频繁变化。因此，以往的考虑故障电流最大和最小的就地保护整定原则已不能满足保护要求。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种具有虚拟电厂运行特性的配电线路及虚拟电厂，能够解决相关技术中的故障保护方式无法满足虚拟电厂的保护需求的技术问题。

2、第一方面，本申请实施例提供一种具有虚拟电厂运行特性的配电线路，具有虚拟电厂运行特性的配电线路包括：

3、母线；

4、分支线，连接于对应的母线与可控负荷之间；

5、联络线，连接于两个母线之间；

6、保护终端，设置于与母线连接的分支线上，或者，设置于与母线连接的联络线上；

7、保护终端，用于确定母线正序电压故障分量与馈线正序电流故障分量，以母线正序电压故障分量的幅值作为故障保护的启动判据，在触发故障保护的情况下，根据母线正序电压故障分量和馈线正序电流故障分量执行故障保护动作；其中，馈线包括分支线和联络线。

8、在一些实施例中，保护终端用于根据母线正序电压故障分量与馈线正序电流故障分量的相位关系确定故障方向；其中，馈线正序电流故障分量超前于母线正序电压故障分量的情况下为正向故障，馈线正序电流故障分量落后于母线正序电压故障分量的情况下为反向故障。

9、在一些实施例中，在保护终端设置于分支线的情况下，保护终端用于在正向故障下将对应的分支线作为故障馈线切除。

10、在一些实施例中，在保护终端设置于联络线的情况下，保护终端用于向同一联络线上与另一母线对应的保护终端发送的第一故障检测信号以及接收同一联络线上与另一母线对应的保护终端发送的第二故障检测信号。

11、在一些实施例中，保护终端用于在本端为正向故障、第二故障检测信号为正向故障信号的情况下，将对应的联络线作为故障馈线切除。

12、在一些实施例中，保护终端用于在接收到第二故障检测信号的情况下，获取与第二故障检测信号的时标满足时间误差范围内的故障方向判断结果，在第二故障检测信号为正向故障信号、故障方向判断结果为正向故障的情况下，将对应的联络线作为故障馈线切除。

13、在一些实施例中，保护终端还用于在故障方向判断结果为反向故障，或者，第二故障检测信号为反向故障信号的情况下，不执行故障保护动作。

14、在一些实施例中，保护终端用于根据母线的三相电压以及所在分支线或联络线的三相电流计算得到母线正序电压与馈线正序电流，并基于当前时刻的母线正序电压与馈线正序电流以及预设时长前的母线正序电压与馈线正序电流计算母线正序电压故障分量与馈线正序电流故障分量。

15、在一些实施例中，多个母线中的部分母线与虚拟电厂的聚合成员连接，虚拟电厂的聚合成员包括光伏电源或风电机组。

16、第二方面，本申请实施例提供一种虚拟电厂，包括变压器以及第一方面的具有虚拟电厂运行特性的配电线路，变压器连接于配电网与具有虚拟电厂运行特性的配电线路之间。

17、与现有技术相比，本申请实施例提供的具有虚拟电厂运行特性的配电线路及虚拟电厂，通过设置于联络线或分支线上的保护终端获取母线正序电压和馈线正序电流，并根据两个时刻下的母线正序电压和馈线正序电流计算得到母线正序电压故障分量与馈线正序电流故障分量。母线正序电压故障分量的幅值可以作为故障保护的启动判据，在母线正序电压故障分量的幅值满足启动条件时，保护终端可以启动故障保护，并判断母线正序电压故障分量和馈线正序电流故障分量是否满足故障保护条件，在满足故障保护条件时执行故障保护动作，在不满足故障保护条件时不执行故障保护动作。对于虚拟电厂运行特性的配电线路，考虑到虚拟电厂聚合成员的运行方式灵活多变，采用上述故障保护方式能够有效地实现包含虚拟电厂的配电线路中故障位置的精确识别，提高了配电线路的供电可靠性。

技术特征：

1.一种具有虚拟电厂运行特性的配电线路，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的具有虚拟电厂运行特性的配电线路，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的具有虚拟电厂运行特性的配电线路，其特征在于，在所述保护终端设置于所述分支线的情况下，所述保护终端用于在正向故障下将对应的分支线作为故障馈线切除。

4.根据权利要求2所述的具有虚拟电厂运行特性的配电线路，其特征在于，在所述保护终端设置于所述联络线的情况下，所述保护终端用于向同一联络线上与另一母线对应的保护终端发送的第一故障检测信号以及接收同一联络线上与另一母线对应的保护终端发送的第二故障检测信号。

5.根据权利要求4所述的具有虚拟电厂运行特性的配电线路，其特征在于，所述保护终端用于在本端为正向故障、所述第二故障检测信号为正向故障信号的情况下，将对应的联络线作为故障馈线切除。

6.根据权利要求5所述的具有虚拟电厂运行特性的配电线路，其特征在于，所述保护终端用于在接收到第二故障检测信号的情况下，获取与所述第二故障检测信号的时标满足时间误差范围内的故障方向判断结果，在所述第二故障检测信号为正向故障信号、所述故障方向判断结果为正向故障的情况下，将对应的联络线作为故障馈线切除。

7.根据权利要求6所述的具有虚拟电厂运行特性的配电线路，其特征在于，所述保护终端还用于在所述故障方向判断结果为反向故障，或者，所述第二故障检测信号为反向故障信号的情况下，不执行故障保护动作。

8.根据权利要求1所述的具有虚拟电厂运行特性的配电线路，其特征在于，所述保护终端用于根据母线的三相电压以及所在分支线或联络线的三相电流计算得到母线正序电压与馈线正序电流，并基于当前时刻的母线正序电压与馈线正序电流以及预设时长前的母线正序电压与馈线正序电流计算母线正序电压故障分量与馈线正序电流故障分量。

9.根据权利要求1所述的具有虚拟电厂运行特性的配电线路，其特征在于，所述多个母线中的部分母线与虚拟电厂的聚合成员连接，所述虚拟电厂的聚合成员包括光伏电源或风电机组。

10.一种虚拟电厂，其特征在于，包括变压器以及如权利要求1-9中任一项所述的具有虚拟电厂运行特性的配电线路，所述变压器连接于配电网与具有虚拟电厂运行特性的配电线路之间。

技术总结本申请公开了一种具有虚拟电厂运行特性的配电线路及虚拟电厂。配电线路包括：母线；分支线，连接于对应的母线与可控负荷之间；联络线，连接于两个母线之间；保护终端，设置于与母线连接的分支线上，或者，设置于与母线连接的联络线上；保护终端，用于确定母线正序电压故障分量与馈线正序电流故障分量，以母线正序电压故障分量的幅值作为故障保护的启动判据，在触发故障保护的情况下，根据母线正序电压故障分量和馈线正序电流故障分量执行故障保护动作；其中，馈线包括分支线和联络线。根据本申请实施例能够对包含虚拟电厂的配电线路进行故障位置的精确识别，提高了配电线路的供电可靠性。技术研发人员：王奕绅,施慎行,李文忠,向佳霓,杨菁受保护的技术使用者：清华大学技术研发日：技术公布日：2024/7/25