一種分布式電源接入控制系統及故障分析方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及電力技術設備領域，具體是一種分布式電源接入控制系統及故障分析 方法。
【背景技術】
[0002] 我國電力體制的改革，政府職能與企業職能的分離，發電與輸配電網徹底分離，發 電側競爭市場機制的建立，為分布式能源系統的發展奠定了堅實的基礎。目前，我國已經并 網運行的光伏電站總體裝機規模較小，因此尚未對電網安全穩定造成嚴重的負面影響，也 未發生與光伏發電相關的電網事故。但在部分地區，也出現了一些諧波等電能質量問題。但 如果大量分布式電源發電接入現有電網，則可能帶來多方面的影響和沖擊。目前我國光伏 發電主要包括"大規模集中開發，遠距離輸送"和"分布式開發，就地消納"兩種形式，隨著 分布式電源在電力供應中比重的不斷增長，其自身不同于常規電源的發電特點，使得分布 式電源接入控制系統的研究更為迫切。
[0003] 傳統的配電網電源單一、結構簡單，現有的對稱故障分析方法是采用電壓源模型 或者電流源模型將系統電源進行等值后求解網絡中的節點電壓與支路電流，隨著各類分布 式電源大量接入配電網，配電網結構發生很大的改變；同時由于逆變型分布式電源的暫態 輸出特性與傳統的旋轉電機型電源完全不同，受控制策略影響很大。而逆變型分布式電源 的控制策略主要配合配電網系統的要求。因此，需結合配網側系統要求與逆變器的輸出容 量限制才能得到較為準確的逆變器型分布式電源的故障特性。而傳統故障分析主要關屯、故 障發生后I段保護動作性能，而對于配電網來說，對于旋轉電機型分布式電源采用傳統的 電壓源等值模型計算較長時間的暫態過程已經不適用。因此，現有的故障分析方法必然會 產生較大的誤差。為實現分布式電源接入配電網的精確故障分析，必須從分布式電源的等 值模型和配電網故障分析模型上予W改進。

【發明內容】

[0004] 本發明的目的在于提供一種分布式電源接入控制系統及故障分析方法，W解決上 述【背景技術】中提出的問題。
[0005] 為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：
[0006] 一種分布式電源接入控制系統及故障分析方法，包括硬件設備、操作系統、后臺層 和實用層，在實用層上設有數據采集裝置，所述硬件設備用于分布式電源接入進行控制的 設備，硬件設備主要包括服務器和PC機；所述操作系統，用于支持分布式電源接入控制系 統的操作系統；所述后臺層，用于處理各個集成、數據和公共服務的服務器；所述實用層包 括EMS系統、DMS系統和營銷系統，用于集成EMS系統的實時系統，還用于集成DMS系統的 實時系統；故障分析方法主要包括：
[0007] (1)利用采集裝置對分布式電源接入配電網的數據進行采集；
[0008] (2)對分布式電源進行故障分析；
[0009] (3)確定實用層的配電網饋線各節點的電壓和電流；
[0010] (4)判斷是否滿足限定值，若滿足限定值，結束故障分析流程；否則，取迭代值為 計算值和限定值的均值并返回步驟（3)。
[0011] 作為本發明進一步的方案：所述操作系統包括UNIX、LINUX和WINDOWS操作系統。
[0012] 作為本發明進一步的方案：所述硬件設備還包括交換機、防火墻和正反向隔離裝 置。
[0013] 作為本發明進一步的方案：所述步驟（1)中，采集的數據包括：配電網電源電壓和 電流參數、線路阻抗參數、線路電流參數和分布式電源參數。
[0014] 作為本發明進一步的方案：所述步驟（2)中，在實用層的配電網故障發生后，對分 布式電源進行故障分析包括：根據故障時間對應的=段式電流保護整定動作時間，取相應 的電抗值進行故障電流計算。
[0015] 作為本發明進一步的方案：所述步驟（2)中，在配電網故障發生后，分布式電源進 行故障分析包括：故障后分布式電源的最大輸出電流小于等于1. 5倍額定電流，最大輸出 功率小于額定功率，即同時受最大功率和最大輸出電流限制，用下述表達式表示：
[0017] 并同時滿足分布式電源接入電源條件，分布式電源接入電源條件包括逆變器出口 端發生金屬性故障時，逆變器的出口電壓小于系統電壓20%，逆變器半個周波內將自動閉 鎖，不提供故障電流和電壓支撐，用下述表達式表示：
[0019] 其中化為分布式電源的額定電壓；U為分布式電源的最大輸出電壓；IIIW為分布 式電源的最大輸出電流；IiidcW為分布式電源的額定電流；PIID。DUT為分布式電源的最大輸出 功率；PiiwW為分布式電源的額定功率。
[0020] 作為本發明進一步的方案：所述步驟（3)中，結合電網結構參數、故障后系統電源 狀態參數、分布式電源故障輸出特性，采用迭代的方法，確定各個典型時間段內配電網線路 流過電流和各節點電壓。
[0021] 與現有技術相比，本發明與現有技術相比能夠方便快速實現分布式電源的接入控 審IJ，實現分布式電源配電信息一體化，消除信息孤島，達成分布式電源應用智能化的集成與 共享；另外，本發明通過負荷模型、分布式電源的電磁暫態特性、分布式電源的控制策略和 接入配電網要求，建立新的分布式電源接入配電網的暫態等值模型，考慮了配電網系統要 求與逆變器的控制策略，能更加真實地反映分布式電源接入后的配電網線路故障電流和電 壓特性；在此基礎上建立新的階段式配電網故障分析模型，此分析模型體現了電力系統的 故障發展特性，符合階段式電流保護整定要求，提高了故障分析的準確性，為分布式電源接 入配電網保護整定等方面提供了科學的依據，在工程實踐中具有很強的實用性。
【具體實施方式】
[0022] 下面結合【具體實施方式】對本專利的技術方案作進一步詳細地說明。
[0023] 一種分布式電源接入控制系統及故障分析方法，包括硬件設備、操作系統、后臺層 和實用層，在實用層上設有數據采集裝置，所述硬件設備用于分布式電源接入進行控制的 設備，硬件設備主要包括服務器和PC機，還包括交換機、防火墻和正反向隔離裝置；所述 操作系統，用于支持分布式電源接入控制系統的操作系統，操作系統包括UNIX、LINUX和 WINDOWS操作系統；所述后臺層，用于處理各個集成、數據和公共服務的服務器；所述實用 層包括EMS系統、DMS系統和營銷系統，用于集成EMS系統的實時系統，還用于集成DMS系 統的實時系統；故障分析方法主要包括：
[0024] (1)利用采集裝置對分布式電源接入配電網的數據進行采集；
[0025] (2)對分布式電源進行故障分析；