一种计及分布式电源脱网时序的馈线自动化影响分析方法与流程

本发明涉及配电网馈线自动化，特别是涉及一种计及分布式电源脱网时序的馈线自动化影响分析方法。

背景技术：

1、在我国配电网建设和发展有着越来越高要求的背景下，馈线自动化由于具有较高的供电可靠性等优势已经逐渐成为配电网二次系统的重要组成部分。馈线自动化目前主要存在两种模式，包括就地控制型和集中控制型。集中式馈线自动化需要由主站集中控制，以实现配电网全局性数据的采集和控制，但具有经济性不高的缺点。就地式馈线自动化又分为重合闸式和智能分布式馈线自动化，其特点是就地控制，不依赖于主站的存在。随着配电自动化建设的规模越来越大，为了提高供电可靠性和获得较好的经济性，不需要依靠主站的重合闸式或智能分布式馈线自动化在配电网领域逐步得到应用。虽然智能分布式馈线自动化具有故障处理回复时间迅速的优点，但对子站与终端、终端与终端之间的通信要求较高，还处于逐步推进使用的阶段。目前，在中低压配电网使用最为广泛的馈线自动化类型为重合闸式馈线自动化。从开关动作逻辑的角度，重合闸式馈线自动化又分为“电压-时间型”、“电流-计数型”和“电压-电流型”，其中“电压-时间型”的应用最为广泛。

2、近年来，以分布式光伏为代表的逆变型分布式电源接入配电网的比例逐渐提高，分布式电源的接入不可避免会影响系统的潮流分布，影响二次系统装置的检测电流和电压，严重时会出现配电网继电保护拒动或误动、自动化系统故障隔离恢复失败等问题。因此，研究逆变型分布式电源接入对配电网馈线自动化的影响具有深远的现实意义。现有研究主要集中于构建逆变型分布式电源接入对馈线自动化影响的评估方法，以及尝试从多个角度减小或消除逆变型分布式电源接入的影响两个方面：针对前者，现有研究概括逆变型分布式电源对馈线自动化的影响因素，构建相应的评价指标并提出完整的评价体系或评估方法，但所提方法一般需要认为界定标准，在实际工程的应用意义上十分欠缺。针对后者，有的学者从限制逆变型分布式电源接入容量的角度进行研究，但这不符合分布式电源在配电网的渗透率逐渐提高的趋势；有的研究则认为可以通过延长重合闸时间以保证重合闸成功的方法避免分布式电源接入的影响，但该方法欠缺对多个分布式电源相继脱网场景的分析；还有的研究则提出可以通过改装分段开关、加装方向判断逻辑等方法消除影响，但这必然带来较差的经济性。

3、基于以上分析，目前针对多逆变型分布式电源接入对馈线自动化，特别是广泛应用的“电压-时间型”，的影响分析尚有欠缺，多数现有的影响分析方法较为笼统，不具有现实意义，缺乏集实用性、可靠性和经济性于一体的影响分析方法，缺少相应的策略方法。

技术实现思路

1、本发明的首要目的是克服现有技术存在的问题，提供一种计及分布式电源脱网时序的馈线自动化影响分析方法，本发明能够保证馈线自动化系统的可靠性、稳定性和经济性。

2、作为本发明的另一目的，也基于前述目的的方法而提供与之相适应的系统。

3、作为本发明的又一目的，提供一种适于存储依据所述的方法实现的计算机程序的非易失性存储介质。

4、为了实现上述目的，本发明提供了一种计及分布式电源脱网时序的馈线自动化影响分析方法，所述方法包括以下步骤：

5、接收重合闸时间、分闸延时时间和分段开关的失压电压；

6、获取“电压-时间型”馈线自动化系统的每两个开关之间的阻抗数据；

7、获取逆变型分布式电源的接入容量，根据所述接入容量计算所述逆变型分布式电源在故障时的输出电流；

8、根据所述阻抗数据和所述输出电流计算出线开关分闸后即逆变型分布式电源带下游线路孤岛运行时，第k次循环节点电压序列和分布式电源的脱网时序；

9、做出首个分段开关在第k次循环分布式电源脱网前的电压-时间曲线图，并根据所述脱网时序的取值终止做图；

10、根据所述电压-时间曲线图和所述分段开关的失压电压获取开关失压分闸的时刻，并计算开关分闸成功的总时间，其中，所述开关分闸成功的总时间为开关分闸成功的具体时间与所述分闸延时时间之和；

11、根据所述开关分闸成功的总时间与所述重合闸时间的大小，给出调整馈线自动化系统的方法。

12、进一步地，所述获取“电压-时间型”馈线自动化系统的每两个开关之间的阻抗数据，具体包括：

13、获取所述“电压-时间型”馈线自动化系统的每个开关的位置，对所述每个开关的位置设置节点，所述节点记为，且，首个分段开关的位置设置为节点1，沿着馈线往下依次编号，每增添一个分段开关则设置下一个节点，每两个所述节点之间的线路记为支路，默认系统侧电源出线处为出线断路器；

14、计算所述支路之间的阻抗数据，记为，具体为：

15、

16、其中。

17、进一步地，所述获取逆变型分布式电源的接入容量，根据所述接入容量计算所述逆变型分布式电源在故障时的输出电流，其中，所述输出电流记为，所述输出电流由下式确定：

18、

19、其中，为限值电流系数，为系统电动势,为接入容量。

20、再进一步地，根据所述阻抗数据和所述输出电流计算出线开关分闸后即逆变型分布式电源带下游线路孤岛运行时，第k次循环节点电压序列和分布式电源的脱网时序，具体包括：

21、将所述节点电压序列记为，将所述分布式电源的脱网时序记为；

22、设为第k-1次循环时分布式电源贡献的故障电流序列，若初始时刻逆变型分布式电源从节点1, 2, .., n接入，则有：

23、

24、若过渡电阻为，则第k次循环各节点电压构成的节点电压序列由下式确定：

25、

26、根据所述节点电压序列和脱网规则，获得分布式电源的脱网时序，具体由下式确定：

27、。

28、再进一步地，所述脱网规则由下式确定：

29、

30、其中，表示在pcc电压跌落程度较大时，分布式光伏在故障发生后以较短的时间脱网；表示在pcc电压跌落程度不太大时，分布式光伏在故障发生后以较长的时间脱网；此外，分布式光伏在pcc电压跌落程度很小时甚至需要持续并网运行。

31、再进一步地，所述做出首个分段开关在第k次循环分布式电源脱网前的电压-时间曲线图，并根据所述脱网时序的取值终止做图，具体包括：

32、根据第k次循环节点电压序列和分布式电源的脱网时序做出首个分段开关在第k次循环分布式电源脱网前的电压-时间曲线图；

33、判断脱网时序是否只存在0和，若是，则终止作图；否则将该循环中分布式电源贡献的故障电流从第k次循环时分布式电源贡献的故障电流序列中删去，并进行下一次做图。

34、进一步地，根据所述电压-时间曲线图和所述分段开关的失压电压获取开关失压分闸的时刻，并计算开关分闸成功的总时间，其中，所述开关分闸成功的总时间为开关分闸成功的具体时间与所述分闸延时时间之和具体包括：

35、根据所述电压-时间曲线图找出分段开关电压小于所述分段开关的失压电压的时间，将所述时间以下的时刻即为所述开关失压分闸的时刻；

36、计算开关分闸成功的具体时间，记为，将所述分闸延时时间记为，则开关分闸成功的总时间由下式确定：

37、 tfz= tfz+ tz。

38、进一步地，所述根据所述开关分闸成功的总时间与所述重合闸时间的大小，给出调整馈线自动化系统的方法，具体包括：

39、若所述开关分闸成功的总时间小于所述重合闸时间，说明分段开关在重合闸前可靠分闸，不会影响开关的配合关系，无需对所述馈线自动化系统进行调整；

40、若所述开关分闸成功的总时间小于所述重合闸时间，说明分布式电源脱网不及时，分段开关在重合闸前仍未分闸，会影响开关的配合关系，导致故障隔离恢复失败，需要通过缩短分闸延时时间、和/或增大重合闸时间。

41、为了实现本发明的另一目的，提供了一种计及分布式电源脱网时序的馈线自动化影响分析系统，所述系统包括：

42、接收模块：用于接收重合闸时间、分闸延时时间和分段开关的失压电压；

43、第一获取模块：用于获取“电压-时间型”馈线自动化系统的每两个开关之间

44、的阻抗数据；

45、第二获取模块：用于获取逆变型分布式电源的接入容量，根据所述接入容量计算所述逆变型分布式电源在故障时的输出电流；

46、第一计算模块：用于根据所述阻抗数据和所述输出电流计算出线开关分闸后即

47、逆变型分布式电源带下游线路孤岛运行时，第k次循环节点电压序列和分布式电源的脱网时序；

48、做图模块：用于做出首个分段开关在第k次循环分布式电源脱网前的电压-时

49、间曲线图，并根据所述脱网时序的取值终止做图；

50、第二计算模块：用于根据所述电压-时间曲线图和所述分段开关的失压电压获

51、取开关失压分闸的时刻，并计算开关分闸成功的总时间，其中，所述开关分闸成功的总时间为开关分闸成功的具体时间与所述分闸延时时间之和；

52、调整模块：用于根据所述开关分闸成功的总时间与所述重合闸时间的大小，给出调整馈线自动化系统的方法。

53、为了实现本发明的又一目的，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有一种计及分布式电源脱网时序的馈线自动化影响分析方法的计算机程序，所述一种计及分布式电源脱网时序的馈线自动化影响分析方法的计算机程序被处理时，实现所述的一种计及分布式电源脱网时序的馈线自动化影响分析方法的步骤。

54、本发明与现有技术相比，其有益效果在于：

55、本发明通过作出故障期间重合闸可靠分闸后首个分段开关电压随着逆变型分布式电源脱网变化的u-t曲线，通过在u-t曲线上的分析，研究逆变型分布式电源是否会对“电压-时间型”馈线自动化产生影响，在分析结论的基础上，还给出调整馈线自动化系统时间定值的建议，从而保证馈线自动化系统的可靠性、稳定性和经济性。