考虑多DG接入的配电网区域保护新方案

分布式电源(DG)的接入改变了传统配电网的拓扑结构,网络中潮流方向及短路电流会随着DG出力及负荷情况实时变化,这都给现有配电网的三段式电流保护带来了严重影响。随着DG的大量接入及渗透率的提高,依靠单点故障信息的保护算法很难同时满足继电保护四性的要求。提出一种基于通信技术的区域保护新方案,对配电网进行区域划分,通过一次和二次两步定位确定故障区域实现保护。利用故障时变电所母线处Bus-IED(智能电子装置)及馈线上A类IED的故障电流正序分量信息完成一次定位;利用相应开关动作后A类IED或B类IED处的电流突变量信息实现二次定位。所提方案自适应区域划分算法简单,占用存储空间小,实现方便,直观性好。故障定位所需信息量小,可靠性高,适应性强。最后通过PSCAD/EMTDC仿真,验证了方案的正确性。     

有源配电网电流差动保护应用技术探讨

有源配电网具有多电源、多分段、多分支、功率双向流动、弱馈等特征,传统三段式电流保护难以保证选择性和灵敏性,需要提供新的更有效的保护方法。基于该背景,将正序故障分量电流差动保护引入到有源配电网,探讨其应用原理与实现技术。针对不同的馈线结构,给出了适应性差动保护动作判据及门槛整定原则。针对配电网线路特点,提出并实现了基于故障信息的电流数据自同步方法。根据配电自动化通信体系最新进展,探讨了基于点对点对等通信实现差动保护数据交换的通信规约。基于智能配电终端平台,开发出正序故障分量电流差动保护样机并对其进行了综合测试,测试结果验证了所提保护方案的可行性。     

基于分布式DTU的配电网母线保护

配电网母线故障概率较高,危害大,有必要配置专用的母线保护。结合目前分布式控制技术的发展,提出了基于分布式DTU的配电网母线保护的具体方案,就主动配电网的情况提出了变通方案。并对通信异常、开关失灵及TV断线等异常情况作了处理。本方案的实现方式不增加投资及建设成本,可在智能配电网中推广使用。     

考虑逆变类分布式电源特性的有源配电网反时限电流差动保护

分析推导了有源配电网电流正序故障分量的分布特征,并基于正序故障分量提出了反时限电流差动保护方案。根据逆变类分布式电源(DG)故障后电流响应特征,建立了有源配电网正序故障分量复合序网,严格推导了保护区段两端电流正序故障分量计算表达式,定性分析了逆变类DG作用下区段两端电流正序故障分量的幅值和相位特征。以此为基础结合配电网特有的结构和参数特点,设计了反时限电流差动保护动作判据和整定方法。最后利用PSCAD建立有源配电网系统模型,对所提动作判据进行了仿真验证。结果表明,该保护方案可以有效区分电动机自起动过程和内部轻微故障,可以在保证对TA饱和足够制动能力的同时,提高保护灵敏度,且对有源配电网中DG出力随机性、馈线结构的多样性等具有较强的适应性。     

计及分布式光伏发电低电压穿越能力的主动配电网保护方法

针对高渗透率分布式光伏发电并网造成主动配电网原有保护无法适应的问题,提出计及分布式光伏发电低电压穿越能力的主动配电网保护方法。根据分布式光伏发电低电压穿越控制策略对其故障特性的影响,定性分析了光伏发电故障电流与并网点电压的相位关系,推导主动配电网各馈线电流正序故障分量特征,结合电压信息,提出基于母线故障前电压正序分量与各馈线正序电流故障分量相位比较的保护方法。最后利用PSCAD建立主动配电网系统模型,对所提方法进行仿真算例分析,结果表明该方法正确、有效。     

基于序分量综合阻抗的母线保护原理

提出了母线正序故障分量综合阻抗、负序综合阻抗和零序综合阻抗的概念,通过分析母线区内、外故障时3种综合阻抗的特征,分别利用阻抗幅值和相角构成了基于正序故障分量综合阻抗、负序综合阻抗以及零序综合阻抗的母线保护原理。3种保护原理在母线区内、外故障时特征明显,判据简单、易整定,而且原理本身不受3/2断路器接线的母线区内故障汲出电流以及过渡电阻的影响。当母线区外故障电流互感器(TA)饱和时,利用各个序分量综合阻抗相角所构成的TA饱和识别判据能够可靠地将母线保护闭锁,从而避免保护误动;当母线区内发生故障有TA饱和时,保护性能不受影响,能够可靠地快速动作。基于正序故障分量综合阻抗的母线保护原理可以反映各种类型的母线故障,对于最严重的三相短路故障可以快速切除;基于负序、零序综合阻抗的母线保护原理则可以在故障后长期应用,不受系统振荡的影响,而且对于高阻接地故障依然能灵敏动作。3种保护原理可构成完整的母线保护方案。EMTP仿真结果验证了新原理的有效性和可行性。     

含DG的智能配电网快速自愈技术研究

由于我国城镇配电网在建设之初并没有考虑到智能电网导致目前难以配置通信通道,且分布式电源接入配电网使传统的三段式过流保护难以适应拓扑的变化而失去判据.为解决这一问题,首先分析了正序分量控制策略下逆变型分布式电源的等值数学模型,然后结合对称分量法以相间短路为例分析了分布式电源对故障电流的影响.最后提出了一种适用于含分布式电源的配电线路的无通道保护快速自愈方案,按区域划分断路器分别进行整定,并结合涡流斥力真空高速开关使故障线路快速切除.该方案不依靠通信通道,节省了建设维护通信通道的成本,配电线路可在0.3 s内实现自愈,符合中压配电网继电保护整定原则的要求.通过PSCAD/EMTDC仿真验证了所提方法的正确性.     

基于电流正序分量相位比较的主动配电网保护方案

主动配电网中分布式电源渗透率的提高和运行方式的复杂性可能引起保护拒动、误动或重合闸失败等问题,为此提出了一种适用于主动配电网的保护方案。该方案基于故障电流正序分量和参考相量的相位比较构造了故障方向判据,可快速准确地定位故障区段,并由此实现故障点上、下游保护有选择性地配合动作。考虑到实际应用中系统误差的存在,通过引入泛化角提高了故障方向判据的鲁棒性。该方案只需要故障后电流信号,可减少电压互感器的装设,且保护配合只需要传输闭锁信号和跳闸信号,可降低对通信的要求。最后通过对不同类型故障的仿真,验证了该方案的有效性。     

主动配电网保护方案的研究

主动配电网中含有分布式电源,故障电流的方向和幅值发生变化,传统配电网保护会因此发生误动或拒动。目前提出的解决方案大多需要引入电压信息,而配电网一般不具备此条件。文章研究了适用于主动配电网的保护技术,提出不需电压信息的方向元件,该方向元件利用母线上3条以上线路的故障分量电流相位来判断故障方向,灵敏度高。提出4种不需电压信息的保护方案,包括方向过流保护、纵联方向保护、母线保护和广域保护方案,可以为主动式配电网提供比较全面的保护,灵敏度高,动作速度快,有利于提高主动配电网对分布式电源的容纳能力。Simulink仿真验证了方案的有效性。     

一种基于虚拟阻抗的主动配电网故障区段定位方法

主动配电网10kV馈线保护一般采用传统继电保护方案,但是DG的接入使得配电网网架结构变得复杂,传统的保护方法并不能满足主动配电网的保护要求。为解决现有保护方法易受系统参数和故障类型等因素的影响而不易识别单相接地故障等问题,提出一种基于虚拟阻抗的馈线分段保护配置方案,分析了基于虚拟阻抗法的故障识别原理,将电压的序分量和相应电流序分量的比值作为虚拟阻抗,通过判别虚拟阻抗的特征即可完成故障的定位。利用MATLAB/SIMULINK搭建配电网络模型,仿真结果表明基于虚拟阻抗判据能够快速准确识别各种类型的短路故障,区内故障时保护动作较快,区外故障时保护不动作,且其判别结果不会受到系统参数的影响,适用于复杂多变的主动配电网,具有较高的可靠性和选择性。