(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211279771.X (22)申请日 2022.10.19 (71)申请人 温州电力建 设有限公司 地址 325011 浙江省温州市温州经济技 术 开发区兰江路76号 申请人 国网浙江省电力有限公司温州供电 公司　 国网浙江省电力有限公司 (72)发明人 孔凡坊　汤耀景　游亦强　潘益伟　 黄志清　潘福荣　何玉灵　王星洁　 吴旭鹏　屠德然　王瑞　王金怡　 罗涛　 (74)专利代理 机构 杭州华鼎知识产权代理事务 所(普通合伙) 33217 专利代理师 项军(51)Int.Cl. H02H 7/26(2006.01) H02H 3/34(2006.01) H02J 3/38(2006.01) (54)发明名称 一种分布式光伏并网线路的相间故障主动 探测式保护方法 (57)摘要 本发明公开了一种分布式光伏并网线路的 相间故障主动探测式保护方法， 解决了现有技术 的不足， 包括以下步骤： 步骤1， 预先设定控制策 略以及启动控制策略的启动判据； 步骤2， 系统监 控光伏网线是否发生故障， 若发生故障， 则两级 控制策略的启动判据和保护装置的启动判据生 效， 然后系统根据限流控制策略切换为定输出电 压控制， 同时变流器按照附加控制策略向系统注 入非工频的探测 信号； 步骤3， 取保护装置安装处 的电压电流列写工频量电路方程和特征频率量 电路方程， 联立工频量电路方程和特征频率量电 路方程求解故障距离， 设定保护判据； 步骤4， 设 定反时限动作特性与故障区外的过电流保护形 成配合， 完成相间故障主动探测式保护。 权利要求书3页 说明书6页 附图2页 CN 115377952 A 2022.11.22 CN 115377952 A 1.一种分布式光伏并网线路的相间故障主动探测式保护方法， 其特征是， 包括以下步 骤： 步骤1， 预 先设定控制策略以及启动控制策略的启动判据， 具体包括： 子步骤1， 设定 两级控制策略的启动判据以及保护装置的启动判据； 子步骤2， 设定用于限制光伏系统输出功率的限流控制策略； 子步骤3， 设定 探测信号注入附加控制策略， 用于生成非工频的探测信号； 步骤2， 系统监控光伏网线是否发生故障， 若未发生故障则系统持续保持监控状态， 若 发生故障， 则两级控制策略的启动判据和保护装置的启动判据生效， 然后系统根据限流控 制策略切换为定输出电压控制， 同时变流器按照附加控制策略向系统注入非工频的探测信 号； 步骤3， 取保护装置安装处的电压电流列写工频量电路方程和特征频率量电路方程， 联 立工频量电路方程和特 征频率量电路方程 求解故障距离， 设定保护判据； 步骤4， 设定反时限动作特性与故障区外的过电流保护形成配合， 完成相间故障主动探 测式保护。 2.根据权利要求1所述的一种分布式光伏并网线路的相间故障主动探测式保护方法， 其特征是， 所述的子步骤1中， 设定两级控制策略的启动判 据以及保护装置的启动判 据具体 为： 两级控制策略的启动判据以及 保护装置的启动判据均采用相电流差工频变化量判据， 任意相电流差发生突变时启动保护， 同时结合延时策略， 实现相互之 间的配合， 具体的相电 流差工频变化 量判据为： 式中，  表示保护测点处任意两相电流差的工频变化量幅值， 表示额 定电流， 表示启动系数， 表示对应判据的启动延时。 3.根据权利要求1所述的一种分布式光伏并网线路的相间故障主动探测式保护方法， 其特征是， 所述的子步骤2中， 设定用于限制光伏系统输出功率的限流控制策略具体包括： 切换光伏系统由MPPT控制为定输出电压控制， 限制光伏电池端电压为限流启动前一时刻参 考值的40%‑60%， 用于达到限制输出功率的目的。 4.根据权利要求1所述的一种分布式光伏并网线路的相间故障主动探测式保护方法， 其特征是， 所述的子步骤3中， 设定 探测信号注入附加控制策略具体为： 在abc三相电压参考值的基础上附加探测信号参考值 实现探测信号的注入， 其 中 的表达式为：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115377952 A 2式中， 为探测信号的幅值， 为探测信号的角频率， 取非工频的任意值， 为 探测信号的初相位， 设置附加控制策略时， 其中探测信号的初相位取值任意， 无需与交流系 统同步。 5.根据权利要求1所述的一种分布式光伏并网线路的相间故障主动探测式保护方法， 其特征是， 所述的步骤3中， 列写工频量电路方程具体为： 光伏并网线路发生故障后， 启动判据生效， 光伏系统切换为定输出电压控制， 并且变流 器按既定附加控制策略向系统注入非工频的探测信号， 分析短路故障等效电路， 利用保护 安装处的电压电流列写电路方程， 分析整理后可 得工频量电路方程： 其中， 、 分别表示故障后线路首端保护测点的工频相量， 表示对端保护测点的 背侧等效阻抗， 表示线路单位长度的阻抗， 其中 、 表示线路单位长度的 电阻和电感， 表示保护测点到 故障点的距离， 表示过渡电阻， 表示线路总长度， 、 分别表示线路首端保护测点的工频故障分量相量。 6.根据权利要求5所述的一种分布式光伏并网线路的相间故障主动探测式保护方法， 其特征是， 所述的步骤3中， 列写特 征频率量电路方程具体为： 分析特征频率探测信号 和 下的短路故障等效电路， 利用保护安装处测得的电 压电流列写特 征频率量电路方程， 其中， 上标(det)表示特 征频率下的电压电流和阻抗。 7.根据权利要求6所述的一种分布式光伏并网线路的相间故障主动探测式保护方法， 其特征是， 所述的步骤3中， 联立工频量电路方程和特征频率量电路方程求解故障距离， 设 定保护判据具体为： 联立工频量和特征频率的2个复数方程， 对应4个实数方程， 求解 、 、 和 4个未知量， 根据故障距离d设计保护动作判据， 即求得的故障位置在被保护线路上， 判定为区内故障。 8.根据权利要求7所述的一种分布式光伏并网线路的相间故障主动探测式保护方法， 其特征是， 所述的步骤4中， 设计反时限动作特性的方法具体为： 反时限动作特性：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115377952 A 3