光伏电源影响配电网线路保护的仿真研究

针对光伏电源接入点处线路上不同区域的故障,对其馈线各处保护的影响进行了定性分析。利用PSCAD/EMTDC建立含光伏电源的配电网算例模型,在各种不同故障位置情况下,通过对传统配电网保护的影响进行仿真分析,计算并绘出光伏电源注入容量变化时,模型各处保护的电流与电压的变化情况。结果表明,配电网中接入光伏电源后,电流保护按原有的整定原则将不再正确反应于故障,需要重新整定动作电流和动作时限,并根据光伏电源注入容量实现保护的自适应整定。     

光伏电源影响配电网线路保护的仿真研究

针对光伏电源接入点处线路上不同区域的故障,对其馈线各处保护的影响进行了定性分析.利用PSCAD/EMTDC建立含光伏电源的配电网算例模型,在各种不同故障位置情况下,通过对传统配电网保护的影响进行仿真分析,计算并绘出光伏电源注入容量变化时,模型各处保护的电流与电压的变化情况,结果表明,配电网中接入光伏电源后,电流保护按原有的整定原则将不再正确反应于故障,需要重新整定动作电流和动作时限,并根据光伏电源注入容量实现保护的自适应整定.     

含逆变型分布式电源的配电网自适应正序电流速断保护

在故障情况下,光伏发电系统等逆变型分布式电源(IBDG)的输出电流与IBDG的容量或出力、故障类型以及故障位置等均有关,这将导致传统配电网电流保护的定值较难整定。自适应电流保护可有效解决这一问题。根据含IBDG的配电网故障特性,分析了原有自适应电流保护存在的问题。此外,考虑到IBDG仅存在于正序网络中,通过分析不同位置处发生两相相间短路故障和三相短路故障时保护安装处的正序电压和流过保护的正序电流之间的关系,提出了适用于含IBDG配电网的自适应正序电流速断保护,改善了保护的性能。最后,通过对一个含IBDG的10kV配电网的仿真分析,验证了该保护的有效性。     

光伏电源接入的配电网短路电流分析及电流保护整定方案

根据光伏电源的输出特性,分析了光伏电源接入后,配电网不同位置发生故障时,流过配电网各保护的短路电流受光伏电源输出功率影响的变化规律。发现光伏电源输出功率小于其额定功率时,配电网短路电流水平可能大于光伏电源输出额定功率时的短路电流水平。因此根据光伏电源输出额定功率时的配电网短路电流水平对配电网电流保护进行整定,可能导致电流速断及限时电流速断保护发生误动作。针对这一问题,提出了适应于光伏电源接入的配电网中电流保护的改进整定方案。仿真算例验证了该方案的有效性。     

考虑分布式电源接入的配电网电流保护配置及整定方案

分布式电源的故障电流具有非线性、间歇性的特点,给配电网中的传统三段式电流保护的整定与配合带来了挑战。针对该问题,文中分析了逆变型分布式电源的控制策略及故障特征,并结合正序故障附加网络提出了一种适用于含分布式电源配电网的电流保护整定方案。该方案利用自适应保护的思想设计了正序电流速断主保护,两侧过流继电器分别作为对侧末端故障时的近后备保护;最后,由定时限过电流保护作为全线路的远后备保护。基于PSCAD的仿真验证表明,所提方案在发生不同类型、不同位置的故障时均能可靠、准确地识别故障。     

光伏并网发电对保护及重合闸的影响与对策

分析了光伏发电对保护、重合闸的影响.为了防止光伏电源提供的反向电流引起的拒动、误动,给出了保护整定电流应满足的条件.在传统保护配置的基础上提出了2种含光伏发电并网的馈线保护新方案:方案1根据光伏电源接入位置的不同,配置方向纵联保护并引入反时限过电流保护形式,电源输出功率变化时故障也能被可靠切除;方案2在方向电流保护的基础上,将光伏发电上游每条馈线保护的Ⅰ段与其下一级馈线保护的Ⅰ段构成通信单元,依据新整定原则及2级保护动作结果进行综合判断,将故障快速地隔离在最小范围内.通过一个10 kV配电系统,验证了保护方案的有效性.     

含低电压穿越型光伏电源配电网自适应正序电流速断保护

在配电网发生故障的情况下,具有低电压穿越(Low Voltage Ride Through,LVRT)能力的光伏电源(PV)的输出电流与PV容量、故障类型以及故障位置等因素密切相关,这给配电网电流保护的整定带来了很大困难。分析了PV的低电压穿越运行特性及控制策略,给出了含PV配电网的故障分析方法。并结合含PV配电网故障时短路电流的特点,分析了现有配电网自适应电流速断保护存在的问题,针对PV只输出正序电流这一特点,提出了一种适用于多个PV接入的配电网自适应正序电流速断保护。利用PSCAD建立了一个10 kV配电系统模型,仿真验证了该保护的正确性。     

注入式发电机定子接地保护的自适应整定

与通常的20 Hz电源注入式定子接地保护接地电阻高定值、低定值整定方案相比,自适应整定方案能够根据接地电流的允许值大小,按照发电机接地故障位置自动调整接地电阻的整定值,实现按照故障的严重程度执行保护动作.但现行的自适应保护原理在推导接地电阻整定值时没有考虑接地故障电流3次谐波分量的影响,当发电机中性点附近发生故障时,由于3次谐波电流较大,导致现行的自适应20 Hz注入式接地保护在发电机中性点附近存在保护定值整定偏低和拒动的情况.在综合考虑了接地故障电流基波分量和3次谐波分量影响的基础上,按照有效值定义的接地电流允许值大小自适应整定20 Hz注入式接地保护的接地电阻动作值,实现了20 Hz注入式定子接地保护无死区的自适应整定,有利于发电机的安全运行.     

DG容量对配电网电流保护的影响及对策研究

含DG的配电网线路在发生短路故障时,分布式电源的注入电流可能会影响流过该线路保护装置的短路电流,导致保护误动或拒动,因此需要根据电流保护分析DG的准入容量问题。分析了分布式电源并入配电网后,在线路不同位置发生短路故障时,DG对短路电流产生的助增、汲流和反方向电流影响,并推导出含DG的配电网短路电流计算公式。在此基础上,求出DG为不同容量时,流过保护的短路电流变化曲线。并根据配电网电流保护整定值,求出保证保护正确动作的DG最大准入容量。     

DG容量对配电网电流保护的影响及对策研究

含DG的配电网线路在发生短路故障时,分布式电源的注入电流可能会影响流过该线路保护装置的短路电流,导致保护误动或拒动,因此需要根据电流保护分析DG的准入容量问题.分析了分布式电源并入配电网后,在线路不同位置发生短路故障时,DG对短路电流产生的助增、汲流和反方向电流影响,并推导出含DG的配电网短路电流计算公式.在此基础上,求出DG为不同容量时,流过保护的短路电流变化曲线.并根据配电网电流保护整定值,求出保证保护正确动作的DG最大准入容量.     

光伏接入对配电网电压分布的影响

近年来,宁夏地区光伏发电大规模接入配电网,导致配电网的潮流分布发生变化,母线节点电压也随之改变。为进一步分析光伏接入对配电网电压分布的影响,通过光伏并网后电压波动原理分析和仿真实验,系统地研究光伏系统的不同接入方式、不同接入容量和接入位置等因素对配电网电压分布的影响。分析结果表明,在有功输出过大的光伏系统接入配电网时出现配电网末端电压越限问题,光伏系统渗透率达到50%左右,对35 kV配电网节点电压的支撑效果最好,而光伏接入位置靠近末端时对系统电压的影响更为显著。     

井下高压电网保护定值仿真校验系统

井下高压供电系统中,不能通过在现场做短路实验判断保护定值是否满足选择性与可靠性要求,故本文提出了煤矿井下高压电网保护定值仿真校验系统,通过该系统模拟井下故障检验保护定值的选择性与可靠性。提出了井下高压电网保护定值仿真校验系统整体设计方案,基于广度优先搜索算法对井下供电系统进行拓扑自学习,以获取的拓扑模型为基础提出了故障电流计算方法和定时过流保护、瞬时速断保护、过负荷保护的仿真校验算法。实验结果表明,系统能够检验速断保护与定时过流保护配合是否合理,以及各段保护当前设置是否会造成停电面积扩大等问题,有效实现了井下高压供电系统继电保护定值的仿真检验。     

基于RTDS的光伏接入配电网故障特征研究

随着光伏在配电网渗透率的不断提高,光伏电源故障特征的研究对于配电网的保护控制尤为重要。通过建立光伏并网系统的暂态模型,研究了分布式光伏电源的暂态特性并给出了其电磁暂态全电流方程。利用实际光伏并网控制器,搭建了基于RTDS仿真平台的实时混合仿真系统,通过该系统验证了具有低电压穿越能力的单极式光伏在不同故障情况下的暂态全过程,分析了不对称故障下分布式光伏电源低电压穿越期间的谐波特性。通过理论分析和实验验证全面阐述了光伏电源的故障特征,为光伏接入配电网的故障电流计算及保护整定提供了参考依据。     

基于自适应重合闸的配电网快速故障定位与隔离方法

馈线自动化对提高配电网供电可靠性具有重要意义。为了克服电压-时间型馈线自动化模式存在的故障处理时间长、故障点上游开关经两次短路电流冲击、上游区段需要经历两次短时停电等缺点,提出了一种基于自适应重合闸的配电网故障快速定位与隔离方法。介绍了实现该策略的三项关键技术,包括基于永磁操作机构的配电网分相开关、基于暂态电流特征的选相元件、基于工频电压特征的故障性质判别方法。该策略避免了重合于永久性故障时短路电流对上游开关的二次冲击以及上游区段的二次停电,同时可有效缩短故障处理时间。     

一种改进型配网自适应过流保护方法

在DG构成的配电网系统中,通常采用电流保护作为配网的主保护。其中电流保护的整定值为定值,随着DG的接入,配电网结构发生变化,DG并入位置不同会带来故障点无法准确判定的问题。针对此问题,提出了一种基于通信的故障定位方案,具体是引入方向元件并建立信息传递通道检测电流流向来准确判定故障点位置。由于DG接入容量的不同和故障前后DG所发出电流数值变化,造成配网原有电流保护失配。针对此问题,提出一种改进型自适应过流保护算法,具体是通过检测故障电流正、负序含量,确定故障类型,采用不同的整定值,使得电流保护的整定值时刻变化,增强保护动作可靠性。将上述策略通过PCSAD/EMTDC仿真和动模实验室搭建实验模型来验证所提方案可以有效提高DG并网带来的保护动作准确性能。     

自适应幅值比的有源配电网差动保护方案

分布式电源大量接入配电网,改变了传统配电网单侧电源结构,易导致配网线路中出现双向潮流、电压越限和潮流波动等问题.文章首先分析了基于恒定功率控制的逆变型分布式电源故障特性以及有源配电网故障特性,提出了具有自适应幅值比的有源配电网差动保护方案.利用端电流的相位差自适应调整保护方案的幅值约束条件:在区内发生故障时,可以减少制动范围,防止保护拒动;在区外发生故障时,则可以增加制动范围,防止保护误动.最后,在PSCAD中搭建相关仿真模型,对所提有源配电网保护方案进行验证,结果表明该保护方案具有良好的适应性.     

基于动态拓扑分析的配电网自适应保护与自愈控制方法

配电网保护控制亟需提高保护的灵活性并缩减恢复供电时间。基于动态拓扑分析建立配电网保护控制系统图形化描述为提高保护控制自适应能力提供了解决方法。首先研究了关联子图的计算方法,将配电网自适应保护控制系统的故障辨识区域、故障动作区域的自适应动态调整转化为不同类型关联子图求取。在此基础上进行不同运行与配置情况下的保护故障辨识、动作逻辑以及自愈判断动态决策。最后通过案例说明了验证关联子图算法以及保护控制决策的正确性,有效满足配电网保护控制系统自适性需求。     

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。     

基于电流差动的直流配电网保护方案

针对直流配电网在发生短路故障时,短路电流上升迅速,直流断路器无法快速动作从而切除故障的问题,首先基于三相两电平电压源换流器构建直流配网的电源模块。分析了单端电源向无源网络供电时发生极间短路故障和单极接地短路故障的故障特征,提出了一种低电压保护和电流差动保护联合的保护方案,并且通过投切后备电源提高了供电的可靠性。最后在PSCAD/EMTDC平台中进行了仿真验证,结果表明在直流配网发生短路故障时,该保护能够快速可靠动作,并具有良好的选择性和灵敏性。