具有低电压穿越能力的光伏电源接入配电网方向元件新判据

具有低电压穿越能力的光伏电源与传统电源故障输出特性不同,其接入将影响配电网中传统功率方向元件的动作特性,使得传统功率方向元件不能正确判断故障方向。在研究具有低电压穿越能力的光伏电源接入配电网故障特性的基础上,得出了配电网保护正方向及反方向故障时流过保护的正序电流和保护安装处故障前电压的相位关系,以此为基础提出了一种基于正序故障电流和故障前电压相位信息的方向元件新原理。该原理保证了不同故障类型和故障位置条件下含光伏电源的配电网中方向元件动作的可靠性,同时避免了传统功率方向元件电压死区的问题。经仿真验证了该方向元件原理的有效性。     

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.     

不同渗透率条件下的光伏电源并网对配电网电压偏差的影响

光伏电源并入配电网后,使配电网由单电源网络转化为多电源网络,改变了配电网的潮流分布,对配电网电压的稳定性会产生影响。在此基础上,研究了不同渗透率条件下的光伏电源接入对配电网电压偏差的影响以及影响程度。基于EMTDC/PSCAD软件的仿真平台,通过搭建含光伏电源的35/0.4k V的典型配电系统模型,进行一系列仿真试验。结合多个仿真试验结果,定量分析了接入不同电压等级母线、不同渗透率条件下的光伏电源对配电网电压偏差的影响规律。     

含PV配电网的自适应正序电压保护

为了解决接入配电网的大容量光伏电源因短路故障而退出运行导致的电压波动问题,现有光伏电源需具备低电压穿越的能力。带有低电压穿越控制的光伏电源有三种输出特性,在电压跌落比较严重时仅输出无功电流以提供电压支撑,这使得其接入配电网后故障电流大小和方向多变,保护方案比较难配置。提出一种基于本地信息的自适应正序电压保护方案,该方案通过测量保护安装处正、负序电流以及负序电压完成保护Ⅰ、Ⅱ段的整定,并与保护安装处实时测得的正序电压幅值进行比较构成保护,可以用于对两相短路、三相短路以及两相接地短路的保护,实现保护线路的全长。最后,基于在PSCAD中搭建的含光伏电源10 k V配电网仿真模型,对保护方案进行了仿真验证,证明了其有效性。     

考虑逆变电源控制策略的电流保护整定计算

逆变电源不同的控制策略影响着其输出特性与故障特性,从而影响接入配电网原有的电流保护动作特性。首先分析了在电网电压暂降以及不对称电网电压暂降情况下逆变电源的控制策略,得到逆变电源的输出特性与故障特性,基于逆变电源特殊的输出特性,再结合配电网的三段式电流保护原理,研究了含分布式逆变电源接入的配电网不同故障类型电流保护整定值的计算方法,从而提高分布式电源接入后配电网电流保护动作的可靠性。最后在PSCAD/EMTDC中搭建了含分布式逆变电源的配电网模型,利用不同控制策略,控制逆变电源的输出,并对所提出的电流保护整定计算进行仿真验证,验证了所提整定方法的正确性和有效性。     

含光伏电源的配电网潮流计算

分布式电源接入配电网改变了系统潮流特性,会对配电网的网损和稳态电压产生一定的影响。文章通过建立光伏电源的并网数学模型,分析得出了含光伏电源的配电网的节点类型有两种,分别为PI节点和PV节点,并给出了这两种节点的潮流计算模型。利用改进的前推回代算法计算配电网潮流,在处理PV节点时考虑在此节点注入补偿电流,从而使得PV节点转换为PQ节点。在IEEE 14节点配电网中进行仿真计算,结果表明所提算法是可行的。     

基于暂态零序电流的含光伏电源配电网单相故障定位方法

针对分布式光伏电源接入配电网使得传统配电网继电保护存在可靠性、灵敏性降低的问题,提出了一种考虑母线多分支情况下应用偏度系数来衡量暂态零序电流极性的分布式故障定位方法。分析了分布式电源接入的配电网发生单相接地故障时零序电流的分布特征,发现故障时刻故障区段两端暂态零序电流极性相同,非故障区段两端暂态零序电流极性相反,引入偏度系数来衡量暂态零序电流的极性,实现分布式故障定位。仿真结果表明,该方法能够适用于含分布式光伏电源配电网的故障定位,且在不同的故障条件下具有较强的适用性。     

光伏发电接入智能配电网后的系统问题综述

简述了智能配电网的发展情况和光伏发电系统的应用研究概况,分别从基础研究、网络规划和系统运行等方面分析了光伏发电接入智能配电网后对配电网的影响,重点介绍了光伏电站建模、基本运行特性、光伏电站建设规划及出力预测、含光伏电源的智能配电网规划、网络潮流、电压与无功平衡、电能质量、继电保护、故障与可靠性、微网动态特性、优化调度与协调运行等内容,以期为光伏电源接入智能配电网、促进智能电网快速发展提供参考。     

一种含光伏电源的配电网电流保护的新方法

通过分析含有光伏电源的配电网的故障电流特征,找到了一种仅利用故障电流的正序分量进行故障定位的方法。首先利用无故障支路的正序故障电流分量模值较小,故障支路的故障电流正序分量模值最大,判断出故障馈线;然后利用故障电流正序分量的增量来对含光伏电源的馈线上的故障段进行判断。该方法能有效对含有光伏电源的配电网进行保护。     

基于电压暂降监测数据分析的配电网故障定位

将电能质量监测数据转化成对实际生产有用的信息是能源大数据应用的重要方面。配电网中大部分电压暂降是由故障造成的,因此残余电压幅值中隐含有故障位置的信息,为此,本文提出了一种利用电压暂降监测数据分析进行配电网故障定位的方法。首先,以监测量为输入,故障位置为输出,设计了反向传播神经网络,用于拟合故障位置与残余电压幅值的映射关系;其次,提出了基于输出量最大值和节点故障概率的故障位置判别方法;然后,提出了基于“离线学习-在线应用”的故障定位方法,通过离线训练的神经网络进行在线的故障定位;最后,利用标准算例仿真本文提出方法的有效性,并探讨了电能质量监测装置不完全配置对定位准确性的影响。本文所提方法在线应用时不依赖于系统参数,且具有一定的容错性。     

Multiphase transmission line modeling for voltage sag estimation

This paper presents a novel approach for voltage sag indices calculation based on instantaneous voltage estimation. The estimation uses traditional state estimation where redundant measurements are available. The estimation is based on time domain state estimation which uses time domain modeling of the power network. The time domain current monitoring is used to have linear mapping and to achieve high performance of voltage sag estimation. The fault estimation procedure is prior of the voltage sag estimation. This paper shows a possible for fault instance detection, fault location identification and fault type estimation method that are required to estimate voltage sag for different line models utilizing residual analysis and topology error processing. Lumped parameter and distributed parameter transmission line modeling are developed to estimate instantaneous voltage at a three-phase power system in time domain. Magnitude and duration of voltage sag as main indices are calculated from the estimated instantaneous bus voltage. The performance of the novel approach is tested on IEEE 14 bus system and the results are shown.     

基于电压暂降监测点优化配置的同心松弛凹陷域分析

提出了一种基于电压暂降监测点优化配置的同心松弛凹陷域分析方法。在传统MRA法的基础上,根据变压器的接线方式以及故障点的位置构建系统的零序节点阻抗矩阵,修正电压暂降幅值,克服了传统MRA法存在监测盲区的缺点,实现对实际配电网的电压暂降监测点优化配置以及故障定位。根据监测点布点方案以及故障点定位结果,提出以故障点为中心的同心松弛凹陷域,定义的提出及分析计算可以有效减少供电部门凹陷域计算的工作量,为解决由于电压暂降带来的责任归属问题提供理论依据。通过对含有多个电压等级的实际配电网进行仿真分析,验证了该方法的实用性与有效性。     

基于改进K-means聚类的配电网电压暂降频次估计法

传统考虑保护动作特性的电压暂降频次估计法需要获取详尽的保护配置信息,然而配电网保护配置多样,在不同因素如过渡电阻、运行方式、故障类型等的影响下,阶段式保护各级保护区可能产生较大变化,采用传统方法对电压暂降持续时间进行评估可能会产生较大误差。文中提出一种基于改进K-means聚类的配电网电压暂降频次估计方法,在未知线路保护配置基础上,基于电压暂降历史监测数据与保护动作信息,采用改进K-means聚类算法,对电压暂降幅值-持续时间进行聚类分析,推断线路保护配置情况,计算保护动作时间与保护动作电压。根据计算结果,在考虑不同故障类型、不同运行方式及不同过渡阻抗的情况下进行配电网电压暂降频次估计。在IEEE RBTS-6母线测试系统的母线5配电网中进行仿真,验证了文中方法的有效性和优越性。     

利用单端母线的电压暂降特征进行配电网故障定位

提出一种“离线仿真,在线定位”的故障定位方法,根据线路在不同位置发生不同短路故障时会引起母线处发生不同的电压暂降的特点,对这一特定的配电网络建立仿真模型,进行仿真,得到配电网中各个支路的故障区段定位函数和故障测距函数,录入仿真数据库。当配电网中发生实际短路故障时,根据母线处采集的电压波形或者数据,得到故障后第二周波的电压暂降幅值和相位跳变,将其代入仿真数据库中,利用模式识别确定故障区段,利用解析式法求得故障距离。通过对10kV配电系统进行金属性和非金属性单相接地短路故障的仿真,结果证明了该故障定位方法的准确性和可靠性。     

基于电压偏差向量2-范数的主动配电网故障定位新方法

随着分布式电源在配电网中渗透率的提高,现有的一些故障定位算法可能失效,对此,提出了一种基于最小电压偏差向量2-范数的故障定位算法。首先,根据配电网各节点注入的等效故障电流计算各电源处电压变化值,并比较各电源处电压变化测量值与电压变化计算值之差,搜索差值向量最小2-范数对应的故障电流注入节点从而确定故障区段的第一个节点,其次,通过该节点两侧电压差值变化确定故障区段的另一节点,实现故障区段定位。最后,利用IEEE 34节点三相不平衡系统进行了故障定位分析,结果表明算法物理意义明确、计算过程简单且具有良好的故障定位准确度。     

计及电压暂降和保护性能的配网可靠性算法

提出一种计及电压暂降和保护性能的配电网可靠性算法。运用蒙特卡洛法模拟故障的各种信息;采用故障电流补偿法计算系统故障后各节点电压;根据系统故障后线路保护的动作性能确定各负荷节点的电压暂降持续时间,从而进一步判断敏感负荷是否停运;将故障点法与临界距离法相结合,提出一种计算电压暂降域的方法。最后比较了计及电压暂降和保护性能前后的配电网可靠性指标变化。该算法采用的模型是RBTS测试系统的第6母线,运用上述算法计算了它的暂降域和可靠性指标。     

Support vector classification and regression for fault location in distribution system using voltage sag profile

Fault location identification is an important task to provide reliable service to the customer. Most existing artificial intelligence methods such as neural network, fuzzy logic, and support vector machine (SVM) focus on identifying the fault type, section, and distance separately. Furthermore, studies on fault type identification are focused on overhead transmission systems and not on underground distribution systems. In this paper, a fault location method in the distribution system is proposed using SVM, addressing the limitations of existing methods. Support vector classification (SVC) and regression analysis are performed to locate the fault. The method uses the voltage sag data during a fault measured at the primary substation. The type of fault is identified using SVC. The fault resistance and the voltage sag for the estimated fault resistance are identified using support vector regression (SVR) analysis. The possible faulty sections are identified from the estimated voltage sag data and ranked using the Euclidean distance approach. The proposed method identifies the fault distance using SVR analysis. The performance of the proposed method is analyzed using Malaysian distribution system of 40 buses. Test results show that the proposed method gives reliable fault location.     

含低电压穿越型分布式电源配电网的短路电流计算方法

换流器型分布式电源(DG)在配电网中的应用使传统配电网的短路电流计算方法不再适用。根据DG在配电网故障点前后位置的不同,将DG处理为不同类型的故障等效模型,故障点上游DG采用低电压穿越故障等效模型,故障点下游DG采用恒定电流源故障等效模型。提出了一种基于叠加定理的短路电流迭代计算方法,在每一次迭代过程中,根据当前节点电压和DG的故障等效模型分别修正故障点上游DG和下游DG的输出短路电流,并利用节点电压方程求解配电网的短路电流和节点电压分布,直到满足收敛条件。通过对算例系统的分析计算,验证了所提方法的正确性。该方法可应用于含DG的大规模配电网的短路电流求解。     

计及LVRT光伏电站并网下方向元件动作区域计算

针对低电压穿越控制策略下的并网光伏电站会影响配电网传统方向元件的动作区域,提出适用于光伏电站并网的配电网系统方向元件动作区域计算方法。以故障时光伏电站输出特征为前提,对线路不同位置与不同故障类型下保护处正序电压与正序电流的相角关系进行分析,提出基于正序故障电流和正序故障电压相角差的方向元件动作区域。基于PSCAD搭建典型含光伏电站配电网模型,对各种故障类型及故障位置进行仿真验证,结果表明所提方法能有效判断故障方向,且不受故障类型与故障位置的影响。