(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 202211261116.1 (22)申请日 2022.10.14 (71)申请人 国网湖南省电力有限公司 地址 410004 湖南省长 沙市新韶东路398号 申请人 国网湖南省电力有限公司电力科 学 研究院　 国家电网有限公司 (72)发明人 严亚兵　黄勇　刘永刚　宋兴荣　 敖非　程立新　李勃　霍思敏　 刘海峰　王玎　李刚　许立强　 臧欣　余斌　尹超勇　袁赛军　 肖雨薇　龙雪梅　徐彪　舒劲流　 吴晋波　洪权　刘志豪　肖豪龙　 丁禹　欧阳宗帅 　龚禹生　欧阳帆　 梁文武　李辉　(74)专利代理 机构 湖南兆弘专利事务所(普通 合伙) 43008 专利代理师 谭武艺 (51)Int.Cl. H02J 3/00(2006.01) H02J 3/14(2006.01) H02J 3/38(2006.01) H02J 3/46(2006.01) (54)发明名称 用于分布式电源接入的区域电网故障自愈 控制方法及系统 (57)摘要 本发明公开了一种用于分布式电源接入的 区域电网故障自愈控制方法及系统， 本发明方法 包括在区域电网发生故障且存在分布式电源时， 计算分布式电源的容量和负荷的视在功率之间 的比值K且在超出边界时： 切除全部的分布式电 源， 等待自愈装置的动作条件被满足， 满足后故 障自愈装置动作以将发生故障后的区域电网接 入备用电源,并根据约束条件 逐级恢复被切除的 负荷和分布式电源。 本发明不仅具备快速的故障 后恢复能力， 同时大大减少了停电时间和停电范 围， 提高了电网的稳定性， 通过对故障后分布式 电源与负荷容量的比值进行分析， 针对不同的源 荷比例采取不同的故障自愈控制策略， 在保证了 故障恢复的选择性、 可靠性的前提下同时提高了 故障恢复的快速性。 权利要求书3页 说明书9页 附图4页 CN 115498636 A 2022.12.20 CN 115498636 A 1.一种用于分布式电源接入的区域电网故障自愈控制方法， 其特 征在于， 包括： S101， 在区域电网发生故障时计算分布式电源与负荷两者的视在功率之比， 得到比值 K； S102， 在比值K小于预设的下限值Kmin或大于预设的上限值Kmax时， 判定分布式电源实际 发出的功率与负荷需要消耗的功 率差值超过分布式电源的功 率调节范围， 执行第一 故障自 愈策略： 切除全部分布式电源， 且建立故障自愈装置动作条件且在故障自愈装置动作条件 满足时故障自愈装置动作， 根据约束条件逐级恢复被切除的负荷和分布式电源。 2.根据权利要求1所述的用于分布式电源接入的区域电网故障自愈控制方法， 其特征 在于， 步骤S101包括： 对发生故障后的区域电网进行潮流计算得到故障后区域电网的各节 点电压Ui、 各支路有功Pi与无功Qi、 各支路电流Ii； 根据故障后区域电网的各支路有功Pi与无 功Qi求和得到故障后区域电网所有负荷的视在功率； 将各个分布式电源的容量求和作为分 布式电源的视在功 率； 将分布式电源的视在功 率除以故障后区域电网所有负荷的视在功 率 得到比值K。 3.根据权利要求1所述的用于分布式电源接入的区域电网故障自愈控制方法， 其特征 在于， 步骤S102中预设的下限值Kmin取值为0.8， 预设的上限值Kmax取值为1.5。 4.根据权利要求1所述的用于分布式电源接入的区域电网故障自愈控制方法， 其特征 在于， 所述第一故障自愈策略包括： S201， 切除全部的分布式电源； S202， 根据采集的实时数据建立故障自愈装置所需的动作条件； S203， 故障自愈装置满足动作条件后动作， 对故障自愈装置动作后的区域电网再进行 一次潮流计算以检测是否有线路过载或变压器过载， 如果有线路过载或变压器过载， 则计 算要消除线路过载或变压器过载所需切除的有功和无功负荷， 并校正故障自愈装置的动作 条件； S204， 按照负荷的重要性从低到高的顺序， 切除消除过 载所需切除的有功和无功负荷； S205， 故障自愈装置满足动作条件后再次动作， 将发生故障后的区域电网接入备用电 源； S206， 获得故障电网接入备用电源后的电网信息并进行潮流计算， 根据功率平衡约束、 出力约束、 频率约束和电压约束逐级恢复相应的负荷和分布式电源。 5.根据权利要求4所述的用于分布式电源接入的区域电网故障自愈控制方法， 其特征 在于， 步骤S202中根据采集的实时数据建立故障自愈装置动作条件时， 采集的实时数据包 括： 区域电网内各个断路器的开关状态， 因线路故障而动作的断路器， 区域电网内各个故障 自愈装置的开关状态， 区域电网内各个母线的电压值， 母线之外的线路电压值和线路电流 值， 区域电网内分布式电源、 主电源和备用电源的电压值， 区域电网内各个元件的名称及位 置； 不同的实时数据建立的故障自愈装置的动作条件不同； 所述动作条件由判据按照一定 的逻辑关系式构成， 每一条判 据包括测点名、 测点值、 比较类型、 设定值、 延时和逻辑事件构 成， 其中测点名、 测点 值来自采集的实时数据中。 6.根据权利要求5所述的用于分布式电源接入的区域电网故障自愈控制方法， 其特征 在于， 步骤S102中还包括在比值K大于等于预设的下限值Kmin且比值K小于1时执行第二 故障 自愈策略：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115498636 A 2S301， 计算分布式电源与负荷两者的视在功率平衡所需切除的有功和无功负荷； S302， 按照负荷的重要性从低到高的顺序， 依次切除所需切除的有功和无功负荷； S303， 在发生故障后的区域电网接入备用电源的并网点的同期判别 装置检测并网点两 侧的相位差、 相序、 电压差及频率差是否满足预设的准同期并网条件， 若满足预设的准同期 并网条件则进 行并网以将发生故障后的区域电网接入 备用电源， 跳转步骤S 304； 否则， 执行 第一故障自愈策略， 结束并退 出； S304， 获得发生故障后的区域电网并网接入备用电源的电网信息并进行潮流计算， 根 据功率平衡约束、 出力约束、 频率约束和电压约束逐级恢复相应的负荷。 7.根据权利要求6所述的用于分布式电源接入的区域电网故障自愈控制方法， 其特征 在于， 步骤S102中还包括在比值K大于等于1且比值K小于等于预设的上限值Kmax时执行第三 故障自愈策略： S401， 根据发生故障后的区域电网中的分布式电源类型选择分布式电源的运行策略以 使得区域电网线路的电压和频率稳定在额定值； S402， 在发生故障后的区域电网接入备用电源的并网点的同期判别 装置检测并网点两 侧的相位差、 相序、 电压差及频率差是否满足预设的准同期并网条件， 若满足预设的准同期 并网条件则进 行并网以将发生故障后的区域电网接入 备用电源， 跳转步骤S403； 否则， 执行 第一故障自愈策略， 结束并退 出； S403， 获得发生故障后的区域电网并网接入备用电源的电网信息并进行潮流计算， 根 据功率平衡约束、 出力约束、 频率约束和电压约束逐级恢复相应的负荷。 8.根据权利要求7所述的用于分布式电源接入的区域电网故障自愈控制方法， 其特征 在于， 步骤S401包括： 若发生故障后的区域电网中的分布式电源类型仅为小水电类型的分 布式电源， 则获得故障电网接入备用电源后的电网信息并进行潮流计算， 以确定需要使得 区域电网满足预设的功率平衡约束、 出力约束、 频率约束和电压约束所需发出 的有功和无 功出力， 然后通过高频切机装置切除调节 能力较弱的分布式电源， 或通过自动 发电控制装 置AGC和自动电压控制装置AVC调节小水电类型的分布式电源发出的有功和无功出力， 以使 得区域电网线路的电压和频率稳定在额定值； 若发生 故障后的区域电网中的分布式电源类 型为既含有光伏或风电类型 的分布式电源、 又含有小水电类型的分布式电源， 则将光伏或 风电类型的分布式电源的并网逆变器运行于PQ控制模式、 小 水电类型的分布式电源提供频 率支撑， 获得故障电网接入备用电源后的电网信息并进行潮流计算， 以确定需要使得区域 电网满足预设的功率平衡约束、 出力约束、 频率约束和电压约束时光伏或风电类型 的分布 式电源所需发出的有功和无功出力， 然后通过高频切机装置切除调节能力较弱的分布式电 源， 或通过自动发电控制装置AGC和自动电压控制装置AVC调节小 水电类型的分布式电源发 出的有功和无功出力， 以使得区域电网线路的电压和频率稳定在额定值； 若发生故障后的 区域电网中的分布式电源类型为仅含有光伏或风电类型的分布式电源， 则将光伏或风电类 型的分布式电源的并网逆变器运行于下垂控制模式， 获得故障电网接入备用电源后的电网 信息并进 行潮流计算， 以确定需要使得区域电网满足预设的功 率平衡约束、 出力约束、 频率 约束和电压约束时光伏或风电类型的分布式电源所需发出的有功和无功出力， 然后通过高 频切机装置切除调节能力较弱的分布式电源， 或通过光伏或风电类型的分布式电源的并网 逆变器调节有功和无功出力， 以使得区域电网线路的电压和频率稳定在额定值。权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115498636 A 3