针对新能源场站送出线两相短路的负序阻抗重构距离保护

受逆变器控制策略影响,逆变型新能源场站短路电流呈现幅值受限和相位受控特性。新能源场站送出线路及其下级线路发生两相短路故障时,送出线路逆变侧距离保护存在拒动和误动风险。文中提出适用于逆变电源的负序阻抗重构策略,使新能源场站在两相短路故障期间能够表现出恒定的负序阻抗角。在负序阻抗重构策略的配合下,附加阻抗角能够通过本地测量值准确求取,根据所求附加阻抗角自适应调整距离保护动作区域,提出负序阻抗重构距离保护方案。所提保护方案能够有效避免逆变侧距离保护在区内外非金属性两相短路故障下的拒动和误动,适应不同的新能源场站无功支撑策略。测试结果表明所提保护方案可以准确识别区内外非金属性两相短路故障。     

基于实时计算光伏系统等效阻抗的自适应距离保护

由于过渡电阻倾斜角θ的大小取决于光伏电站等效阻抗的值,传统保护中针对光伏等效阻抗XN的求解存在较大误差,导致距离保护整定结果存在着一定的误差。基于此,在光伏并网的系统中发生故障时,文中通过分析负荷阻抗与光伏系统输出的故障电流之间的关系,利用协方差方法推导出光伏系统实时等效阻抗值,从而可以得到更准确的故障距离,提高了保护性能。文中利用PSCAD/EMTDC搭建了光伏并网模型,并用MATLAB计算出光伏系统的等效阻抗和故障距离,结果表明文中所提出的自适应距离保护方法极大地提高了测量阻抗的准确性。     

适应于双馈风电场送出线不对称故障的时域距离保护

目前,双馈风电场不对称短路电流特性对风电场送出线距离保护的影响以及相关优化策略的研究,主要是在计及Crowbar保护动作的基础上进行的,少有研究系统发生不对称故障后计及RSC控制的短路电流特性对传统距离保护的影响。基于此,分析了系统发生不对称接地故障后,计及Crowbar保护和RSC控制两种运行工况下的短路电流特性,解析推导了这两种运行工况下离散傅里叶算法提取基频分量产生的误差表达式。在此基础上分析双馈风机短路电流特性对传统距离保护的影响,从而提出了不受风电场短路电流特性影响的具有抗过渡电阻能力的时域距离保护。最后在Matlab/Simulink平台上建立DFIG电磁暂态仿真模型,仿真分析了风电场送出线发生单相经过渡电阻接地后,计及Crowbar保护动作和RSC控制两种运行工况下传统距离保护和时域距离保护的动作特性。     

基于过渡电阻倾斜角的光伏并网自适应距离保护

针对光伏并网距离保护测量阻抗受过渡电阻的影响的问题,提出一种基于过渡电阻倾斜角估计的自适应距离保护。对故障分量的分析结果表明过渡电阻倾斜角θ完全由光伏电站的等效阻抗XN决定,而XN随着光伏电站发电量P的变化而变化。采用最小二乘法估算出P与XN间的关系,从而确定θ。采用相量图获得线路短路阻抗并给出距离保护判据。仿真分析结果显示,所提方法的最大误差为2.4%,低于传统方法的最大误差14%,极大地减小了过渡电阻对光伏并网距离保护测量阻抗的影响。     

适用于双馈风电场联络线的距离保护方案

风电场联络线作为风电场向电网输送功率的重要通道,其稳定运行对于风电场和电网的安全稳定运行具有重要影响。双馈风电机组故障电流特性复杂,将导致基于全波傅里叶算法的传统距离保护应用在双馈风电场联络线上时性能严重劣化,难以满足实际电网安全运行要求。因此提出一种距离保护方案。该方案以瞬时值表征的微分方程算法为基础,通过数字低通滤波、故障点电压重构和故障距离迭代计算等技术保证距离测量的正确性。仿真结果表明,该距离保护方案的整体性能明显优于传统距离保护方案,可较好地满足工程应用要求。     

含分布式光伏T接线的配电网距离保护计算

含逆变器的分布式光伏电源T型接入配电网后造成距离保护测量阻抗受到附加阻抗影响可能导致传统距离保护拒动、误动。首先推导分布式光伏T接后测量阻抗和附加阻抗的表达式,分析附加阻抗导致距离保护不正确动作的原因,然后提出利用附加阻抗角在复平面内计算测量阻抗的计算方法,消除附加阻抗对距离保护的影响。最后在Simulink平台环境下进行仿真验证,结果表明该方法有效解决传统距离保护拒动或者误动的问题,提高配电网的运行的可靠性。     

一种新的自适应突变量距离保护方案

针对传统突变量距离保护在两侧系统电势相位差较大时发生外部短路等情况有可能误动的缺点,借助同步相量测量技术提供的信息,研究了一种根据系统实时参数自适应调整保护动作门槛的新算法.首先分析了传统解决办法的局限性,通过理论证明,确定了原有判据发生误动的边界条件,在此基础上提出采用自适应门槛和判据切换的复合突变量距离保护新判据.对于保护区整定在本线路内的突变量距离保护,其动作可靠性和灵敏度得到了提高.ATP仿真结果验证了判据的有效性.     

逆变式电源接入下的配电网自适应距离保护方案

以光伏、储能为代表的逆变式电源(inverter interfaced distributed generator, IIDG)大量接入配电网,使得传统距离保护受到巨大干扰,同时存在拒动或误动的风险。针对此问题,分析了含IIDG配电网不同类型故障下的复合序网,利用IIDG侧正序故障分量求取不同故障下的附加阻抗角。结合故障下阻抗的复平面关系,计算线路故障位置对应的短路阻抗,得到了一种真实短路阻抗求解办法。提出了一种适用于逆变式电源接入下的自适应距离保护方案。该方案求解过程利用IIDG侧单端电气量,解决了距离保护受IIDG故障输出受控特性和过渡电阻影响的问题,在有效降低配网通信成本的同时不受故障位置变化的影响。通过实时数字仿真器(real time digital simulator, RTDS)对该保护方案进行了验证,结果表明其在不同类型故障下都有较好的选择性和可靠性。     

考虑双馈异步风机特性的自适应接地距离保护

研究风电场故障特性对继电保护的影响。针对双馈异步风机投入撬棒电阻后正序阻抗和负序阻抗不相等的特征,分析了传统接地距离保护I、II、III段在保护安装处所测量到的阻抗与实际阻抗的异同。若利用传统整定原则来整定接地距离保护II段,保护可能拒动。根据接地故障时的测量阻抗,提出了考虑双馈异步风机特性的自适应接地距离保护II段的整定方法。该方法在线计算自适应分支系数,使保护安装处的测量阻抗更为准确地反映保护安装处到故障点的距离。利用DIg SILENT仿真软件搭建含风机的线路模型进行仿真分析,验证了自适应接地距离保护的灵敏性,同时该保护的可靠性得到有效提高,且不失选择性。     

含UPFC线路的自适应距离保护研究

UPFC作为典型的FACTS元件,可以灵活地调节系统的功率传输,但也会造成线路参数变化,影响传统保护的动作,研究含有UPFC的输电线路对传统距离保护产生的影响.针对加入UPFC后造成的阻抗增量,提出两种自适应解决方案,使保护整定值成为可变的阻抗圆,随故障后UPFC状态变化而变化,使得距离保护能正确动作.     

基于自适应阻抗继电器的风电T接线路纵联保护方案

风电的T型接入改变了系统拓扑和故障特性,导致继电保护整定与配合困难,传统距离保护应用于风电T接线路时存在适应问题。基于风电T接线路拓扑,分析了双保护方向对保护范围的影响,推导了测量阻抗表达式并提取了主要影响参数,指出风电的T型接入影响距离保护的动作性能;鉴于此,提出了基于自适应阻抗继电器的风电T接线路纵联保护方案。该方案实现了保护方向的唯一化,且保护动作区域能够根据过渡电阻、三端电源电势幅值比、相位差和风电电源等效序阻抗的变化进行自适应调整,提高了保护的可靠性和灵敏性。同时给出了自适应整定阻抗的具体计算方法,一定程度上降低了保护对通信系统的要求。仿真结果验证了所提保护方案的正确性和有效性。     

基于LIBSVM识别并网PV系统阻抗的输电线电流保护自适应策略研究

为解决并入配电网的光伏系统功率波动性导致输电线电流保护拒/误动问题,提出一种基于LIBSVM 的PV并网系统输电线电流保护自适应策略。基于Matlab/Simulink仿真平台搭建了结合低电压穿越控制策略模型的并网光伏系统动态仿真模型。在不同故障位置与故障类型情况下,针对正常运行时光伏功率的波动输出,仿真分析了光伏系统与低电压穿越控制策略协调下的故障特性及对配电网输电线电流保护产生的影响。在此基础上提出了一种基于支持向量机(SVM)识别PV并网系统不同输出功率时等效阻抗的方法,制定了输电线电流自适应保护判据,依据光伏系统输出功率和运行方式变化动态调整整定值。仿真验证表明:所提出的自适应保护策略避免了保护拒/误动,提高了保护装置性能。     

基于分布参数模型的风电系统长距离送出线时域距离保护

传统工频原理距离保护易受风电系统故障特征的影响,基于集中参数模型的时域距离保护原理较适应于风电系统送出线。但考虑到该原理忽略分布电容的影响,当故障发生在风电系统长距离送出线时,可能造成距离I段保护发生暂态超越现象。因此,提出一种基于分布参数模型的风电系统长距离送出线时域距离保护原理。基于分布参数模型,通过保护安装处的电压、电流时域信息求得距离I段整定处的电压、电流时域信息,代入时域故障测距方程中,求得整定点与故障发生处的故障距离。通过与距离I段整定距离求和获得故障测量距离,实现保护动作。仿真结果表明,该原理不受长距离送出线分布电容的影响,具有较强的抗过渡电阻性能,优越于基于集中参数模型时域距离保护。     

适应于集群风电送出线的参数识别时域距离保护研究

为解决传统工频距离保护原理在集群风电送出线发生单相经高阻接地故障时的适应性问题,提出适应于集群风电送出线的参数识别距离保护原理。该原理将时域零序故障分量网络中的故障点后等效为阻感模型,将时域零序故障分量网络与时域全量网络相结合,建立基于参数识别的时域故障测距公式。其中包含过渡电阻和故障距离等4个待识别量,通过引入最小二乘法对待识别量进行求解,进一步得到故障距离,实现保护动作。仿真结果表明,该原理较适应于集群风电中长距离送出线,并且在送出线发生单相经高阻接地故障时,保护能够准确动作。     

统一潮流控制器接入对距离保护的影响及对策

统一潮流控制器(Unified Power Flow Controller, UPFC)接入交流系统将改变传输线的潮流,进而对距离保护产生重要的影响。为了研究UPFC的接入对线路距离保护的影响,文章建立了UPFC直流侧电压的暂态数学模型,进而推导出在UPFC存在时阻抗元件的测量阻抗表达式。通过定量分析测量阻抗在阻抗复平面上的轨迹变化,发现UPFC的串联侧注入电压改变阻抗元件的动作边界。为了减小UPFC对距离保护性能的影响,提出了距离保护的偏移圆特性,并配合功率方向元件构成完整的距离保护方案。在MATLAB/Simulink中建立UPFC系统模型,仿真结果表明,与基于广义回归神经网络的自适应保护方案相比,所提出的距离保护方案具有更高的可靠性、选择性和灵敏度。     

小电流接地系统距离保护新判据

提出了小电流接地系统距离保护的新判据,分析了小电流接地系统距离保护的动作行为,在小电流接地系统串联网络中两相异地点接地时,只切除一个接地点。在并联网络中两相异地点接地时,自适应切除一个接地点。解决了小电流接地系统中两相异地点接地时,保护非选择性动作的问题。     

独立光伏电站蓄电池运行的故障分析

针对独立光伏电站蓄电池运行中出现的故障现象进行分析,并根据实际情况提出了解决方法。