基于动作时限曲线拟合思想的含DG型配电网后备保护新方法

分布式电源(distributed generation,DG)的接入可能会改变电力系统的短路电流特性,从而影响到反时限过流保护的选择性和配合关系。为此,提出一种基于动作时限曲线拟合思想的含DG型配电网后备保护新方法。从配电网主保护和后备保护的动作时间差入手,建立曲线拟合模型,并运用梯度下降法对反时限过流保护的动作时限曲线进行优化。通过在优化整定计算中考虑保护的选择性以及DG接入所带来的影响,使优化参数适用于配电网中各分段位置。然后,在配电网中设置两相、三相短路故障,并根据故障位置、类型进行整定参数再调整,最终得到参数的全局最优解。基于PSCAD/EMTDC仿真软件进行仿真分析,验证了所提方法的有效性和实用性。     

分布式电源接入配电网对反时限过电流保护的影响

考虑分布式电源的接入位置和接入容量,以10 kV配电网为例建立含分布式电源的配电网短路电流计算模型,以定量分析分布式电源接入对配电网反时限过电流保护及对短路电流的影响。分析的结果是分布式电源接入将增大上游保护对下游线路故障的动作时限,且当分布式电源接入容量超出一定容量时将引发反时限保护的拒动。该结论对含分布式电源配电网的反时限过电流保护启动电流的整定、允许分布式电源接入容量的选取提供了理论参考。     

基于用户自定义特征的反时限有源配网保护方案

由于分布式电源输出功率的随机性与波动性,当分布式电源大量接入配电网后,传统的反时限过电流保护方案很难满足配电网保护选择性和速动性的要求。为此,文章通过研究数字反时限过流保护继电器,提出一种基于用户自定义特征的反时限过电流保护方案。保护方案将反时限继电器的特性常数(A)和反时限的类型常数(B)同继电器的时间整定系数、启动电流共同作为待优化的连续变量,并以最小故障电流时所有保护动作时间之和最小为目标函数,利用内点法求解保护的最优配置。方案保证了线路出口处故障时保护能快速动作,满足了配电网保护选择性和速动性的要求。最后,通过仿真分析,对保护方案进行了验证。     

分布式电源对配网继电保护影响及综合改进保护方案

随着大规模分布式电源的接入,配电网的运行方式、潮流特性及短路电流等都将发生很大变化,这对配电网线路的反时限过电流保护产生较大影响。在传统电力系统反时限电流保护基础上,分析了分布式电源在故障发生时的助增电流对配电网反时限保护的影响机理和特性,提出一种利用电压因子修正的综合改进反时限过电流保护方案,以改善相邻线路保护间的配合特性来满足分布式电源接入下的继电保护要求。在PSCAD/EMTDC环境中建立了仿真模型,验证了所提方案选择性和速动性的有效性。     

含分布式电源配电网的改进反时限过电流保护算法

基于分布式电源接入前后配电网短路电流的特性关系曲线,提出了一种可自适应修正短路电流的改进反时限过电流保护算法,使分布式电源接入后的保护时限曲线保持不变,以有效消除分布式电源接入对动作时限的影响。仿真分析验证了所提算法的有效性,可有效消除分布式电源接入对保护动作时限的延长或缩短作用,保证继电器有效切除各条线路故障,该研究成果将提高反时限保护在配电网中的适用性。     

基于改进灰狼算法的DG接入配电网反时限过电流保护定值优化

反时限过电流保护在含分布式电源的配电网中应用广泛,但其定值整定大多依赖工程经验,限制了实际的工程应用。为此,提出一种基于改进灰狼算法(GWO)的DG接入配电网反时限过电流保护定值优化方法,在保护动作特性方程和对保护灵敏性、速度性、选择性要求的基础上建立优化模型。为克服灰狼算法容易早熟、收敛精度低等缺陷,在保留可调参数少这一优势的前提下,引入了佳点集初始化、收敛因子指数衰减、变异和启发式参数确定这4种策略对灰狼算法做了改进。仿真算例验证了所提模型在两相和三相故障下的可行性与优越性,并探讨了时间级差对整定的影响、将来算法优化和工程应用的方向,为大规模DG接入配电网的保护定值优化问题提供了研究思路。     

改进的配电网反时限过电流保护

配电网反时限过电流保护的动作特性与保护配合会受到接入的分布式电源影响。分析了反时限过电流保护的动作特性,在此基础上提出了基于通信的反时限过电流保护方案,该保护方案借助通信信道将分布式电源支路的故障助增电流数据发送至上级线路保护,改善了保护间的配合特性。在反时限动作方程中引入低电压加速因子构成低电压加速反时限过电流保护,改进了动作方程中时间常数的整定方法,在保证上下级保护配合特性的同时加速了保护的动作时间。PSCAD仿真结果验证了所提反时限过电流保护方案的有效性。     

配电网中分布式电源的选址定容和电流保护策略

反时限过电流保护常用于配电网的线路保护,而不同容量的分布式电源接入配电网的不同馈线不同区段时,会对原有配电网的继电保护及安全运行产生很大的影响。文中分析了逆变型分布式电源对传统反时限过电流保护的配合特性和动作行为的影响,给出了基于反时限过电流保护的选址定容方法并指出其局限性。在此基础上,研究了故障限流器在电网故障时呈现的高阻抗特性,提出了一种基于故障限流器的含分布式电源的配电网保护策略,并结合福建省湄洲岛储能电站实例,建立PSCAD仿真模型,进行计算验证。仿真结果表明,所述方法能够有效降低逆变型分布式电源对反时限过电流保护的影响,使配电网线路的保护具有良好的协调性,保证配电网的稳定运行。     

含逆变型分布式电源配电网的自适应保护方案研究

针对目前应用广泛的逆变型分布式电源(IIDG),分析了IIDG并网后对原配电网保护带来的影响。为克服其并网后的影响,对原有的保护公式进行了重新整定。通过检测负序、零序故障分量的有无进行故障类型判断;上游保护依据保护安装处电流、电压的正序分量关系进行整定;下游保护按躲过最大短路电流进行整定,形成一套适用于不同故障位置及故障类型完备的保护方案。最后基于PSCAD搭建10 kV含IIDG配电网模型,验证了改进后保护方案的可靠性。     

基于模拟植物生长算法的配电网继电保护整定优化的研究

分布式电源的接入,改变了配电网传统的单电源辐射状结构,使得配电网的潮流由单一流向变得不确定,从而引起配电网继电保护的误动或者拒动。试图在不增加任何一次设备的前提下,通过修改相应的保护定值,使得该定值能够满足分布式电源接入以后的配电网对继电保护的要求。以反时限过电流保护为例,对其保护定值整定这一问题,首先建立了反时限过电流保护的数学模型,将其保护的定值整定问题转化为非线性整数规划问题来处理。提出了一种使用模拟植物生长算法来对该定值整定问题进行优化处理。通过一个基本的算例,在这一智能优化算法的基础上使用Matlab进行编程,来具体实现这一定值整定优化过程,通过编程、仿真,验证了该算法在解决这一定值整定优化问题的可行性。     

适用于含DG配电网故障处理性能测试的主站注入测试技术

论述了适用于含分布式电源(DG)配电网故障性能测试的改进主站注入测试法的平台组成和工作原理,论述了含DG配电网潮流计算和短路电流计算方法,提出了故障场景自然设置法,根据所设置的故障场景下短路电流的计算结果和继电保护定值、配电终端定值、自动装置的设置情况等自动判断是否应该保护动作跳闸、自动装置动作、上报相应的故障信息等,可以对健全区域恢复供电过程中的不当操作引发的开关动作或DG和电压敏感负荷脱网进行模拟,从而更加有效地对配电自动化系统的恢复策略和操作步骤的正确性进行测试检验。最后,给出测试实例详细说明了所论述的测试技术的可行性和有效性。     

考虑多DG接入的配电网自适应电流主保护方案

为解决多个分布式电源（DG）接入配电网后保护装置拒动、误动、灵敏度低的问题,提出了一种考虑多DG接入配电网的自适应电流主保护方案。首先建立PQ控制的IIDG模型,分析多DG接入影响。然后根据故障复合序分量的关系,求解在线路不同位置发生两相短路、三相短路故障时各保护安装处的正序电流,提出改进的自适应Ⅰ段电流保护方案;并基于不超过下级线路Ⅰ段电流保护最大保护范围提出改进的自适应Ⅱ段电流保护方案。最后在PSCAD上搭建含多DG的10kV配电网模型,仿真验证了所提方案不仅能够保护线路全长,且具有较高的灵敏度与可靠性。     

分布式电源接入对配网过电流保护的影响

分布式发电接入中低压配电网使传统配网成为有源配网,对继电保护提出了新的挑战。本文围绕有源配网继电保护问题展开研究,分析了有源配电网故障电流的特征以及DG接入对传统保护和安全自动装置运行的影响,并结合国内外主要的标准和技术规程,综述了当前主要的解决方案。最后以典型的辐射状配电网为算例,利用ETAP软件建立仿真模型,研究双馈风机接入配电网后潮流和短路电流的变化以及反时限保护的动作情况。结果表明,高渗透DG接入后,潮流双向流动,短路电流变化复杂,反时限保护较难满足要求,有必要利用微网技术,构建更为完善和智能的有源配网保护体系。     

基于状态量信息的含分布式电源配电网保护新方案

为消除分布式电源(DG)接入对保护的影响,同时尽量减少改造成本,提出了一种基于多点状态量信息的含DG配电网保护新方案。对于DG下游辐射状线路和无DG接入的馈线,所提方案根据过电流保护动作信息实现故障定位。另外,基于馈线首端和DG并网点处的电压和电流信息,提出了补偿阻抗极性信息的新判据及其故障定位方法。当DG上游区域发生故障时,所提方案无需加装电压互感器,即可快速准确地切除DG上游区域的故障线路。最后,通过PSCAD/EMTDC软件对一个含DG的10 kV配电网进行故障仿真与分析,结果验证了所提方案的有效性和正确性。     

配电网多级继电保护配合的关键技术研究

为了更好地进行配电网继电保护配合设计,推导了实现多级3段式过流保护配合所需要的条件,提出一种区分两相短路和三相短路故障配置差异化定值的改进方法。以环状配电网为例,探讨了相互联络的配电网多级3段式过流保护的配置方法。在此基础上,综合时间级差配合方式,提出了4种配电网多级继电保护配合模式,分别分析了其特点。结合实例对所建议的方法进行了详细分析,结果表明差异化定值的改进方法能够有效增大保护范围,所建议的多级保护配合模式、配置和参数整定方法是可行的。     

配电网站域式快速线路保护方案及其实现

为解决现有配电线路保护越级跳闸、动作时限长以及分布式电源(distributed generation, DG)并网后保护不适用等问题,提出了配电网站域式快速线路保护及其实现方案。首先,采用基于连接点路径搜索的拓扑模型解析方法,并构建基于单向邻接矩阵的拓扑描述模型,形成保护应用拓扑矩阵。然后,分析随机投退的多类型DG并网系统相间和接地短路时的故障特征,并提取故障定位有效信息,形成故障信息矩阵。综合保护应用拓扑和故障信息生成故障定位矩阵,提出故障定位判据。最后,设计开发保护成套装置,并利用已研制样机进行基于RTplus平台的试验。试验结果证明配电线路不同位置发生不同类型故障时保护出口时间不超过60 ms,目标终端接收到跳闸命令并控制相应断路器跳闸,保护速动性和选择性要求均能得到满足。     

一种抽能型高抗的抽能绕组匝间短路保护方案研究

抽能型高压并联电抗器,简称抽能高抗,实质是一台由网侧绕组和抽能绕组构成的空心型变压器,属于一种既能吸收系统多余无功也能提供站用电源的新型电抗器。目前,工程上通常采用抽能绕组过电流或零序过电流保护反映抽能绕组的匝间短路故障,存在着选择性差、动作时间长等不足。因此,提出一种新型的抽能绕组匝间短路保护方案以解决这一问题,即综合采用抽能高抗网侧绕组的电压和电流以及抽能绕组环内电流等电气量,由区外异常判据、铁芯饱和判据和自产零序过流判据以逻辑相与的方式共同构成。RTDS仿真实验表明,该保护方案,既能保证在各种非区内故障工况下可靠不动作,又能灵敏反映抽能绕组4%匝以上的匝间短路故障,并将保护动作时间缩短至50 ms左右,解决了以往抽能绕组匝间短路保护方案选择性差、动作时间长等问题。     

有源配电网分布式故障自愈方案与实现

大量分布式电源(DG)接入配电网,使传统的配电网保护与控制面临较大的困难。为解决有源配电网所面临的诸多问题,提出了一种基于智能终端单元(STU)的分布式故障自愈方案。该方案采用分相电流差动与故障电流幅值比较作为故障区段定位原理,能够适应于含有多种DG类型与不同DG渗透率的有源配电网。在负荷开关均为断路器的条件下,该方案能够实现快速故障区段定位、隔离和非故障区段的供电恢复。该方案充分考虑了与DG防孤岛保护及低电压穿越的配合与协调,各STU具备网络拓扑自动识别功能,能够根据网络拓扑的实时变化改变相关控制策略。最后利用所开发的STU装置,在实时数字仿真系统(RTDS)平台上对一个含DG的10 kV配电系统进行闭环测试。测试结果表明,该方案能够适应网络结构的变化,故障自愈时间在1 s以内。