计及LVRT控制策略的光伏电站并网配电网故障分析方法

随着光伏电站在配电网中渗透率的不断提高,且在光伏电站低电压穿越(LVRT)控制特性的要求下,诸多故障分析方法已经不再适用。针对上述问题,首先通过分析光伏电站故障电流输出特性建立受并网点正序电压控制的电流源等值模型;在此基础上,分析在不同故障条件下含光伏电站的配电网节点电压方程,针对光伏电站输出电流与并网点正序电压间的非线性关系,提出双端搜索下的试根法配电网故障分析方法。最后,通过仿真验证算法的准确性,并比较光伏电站在LVRT控制策略与传统控制策略下配电网的故障特性,验证LVRT控制特性在故障时对电网的支撑作用。     

具有LVRT能力的并网光伏系统继电保护问题研究

具有低压穿越能力(Low voltage ride-though,LVRT)的光伏电站接入电网给保护带来一系列挑战。首先基于光伏电站的结构对光伏系统LVRT能力要求及反孤岛保护检测时间限制两个标准进行了介绍与分析,并基于PSCAD/EMTDC仿真分析了具有LVRT的光电站故障特性。其次从光伏电站接入配电网和输电网两个角度,在总结了具有LVRT能力的光伏电站故障特性基础上,归纳提出了配电网电流三段保护、重合闸、熔断器等受光伏电站的影响问题。深入分析了光伏电站LVRT能力与逆变器直流侧保护、反孤岛保护,输电网主变保护与线路纵差和距离保护等协调配合问题。最后,提出相应的整定原则或改进措施。     

风电场并网与重合闸配合的探讨

随着风电在电网的比例增大,在电网故障时,风机应具备一定的故障穿越能力,也就是风机的低电压穿越(LVRT)能力。含LVRT能力的风机的风电场在并入电网后,首先是改变了系统的结构,另外,系统故障时,风力发电机也表现了其特有的故障特性,因此,使系统原有保护不可靠动作。主要讨论了风电场并网后对重合闸前加速、后加速分别造成的影响,并根据不同的影响给出了相应的改进措施,并由此得出在不同的故障位置下,风电场并不能全部进行低电压穿越运行的结论。     

电力系统220kV线路单相自动重合闸仿真分析

分析了单相自动重合闸的工作特性,并利用MATIAB软件搭建了200kV系统的单相自动重合的仿真模型,模拟系统发生单相接地故障,断路器跳闸后自动重合闸的工作过程.仿真结果表明,采用Matlab软件对单相自动重合闸的工作过程进行仿真研究可得到比较理想的结果,该模型可作为研究单相自动重合闸的参考模型.     

光伏电源接入对继电保护及重合闸的影响与建议

为分析光伏电源接入对继电保护及重合闸的影响,在PSCAD仿真平台上,建立光伏并网发电系统模型,仿真出光伏电站故障电流。通过对不同故障点故障时保护的动作行为进行分析,总结出光伏并网对保护及重合闸的影响。光伏电源的接入可能造成保护的拒动、误动,降低重合闸成功率。在仿真分析基础上,提出保护配置方案及定值整定建议。     

自动重合闸瞬时性故障的最佳重合时刻的智能捕获方法

自动重合闸的不同重合闸时间影响电力系统暂态稳定性，使得它的最佳重合时刻的捕获一直受到关注。但是以往的研究都没能解决其实时性问题。提出了一种新的智能实时捕捉方法，对瞬时性故障的最佳重合闸时间进行了捕捉。充分利用系统故障时的暂态信息，发挥小波分析的信号提取和神经网络的模式识别能力，用小波神经网络对系统仿真模型在不同运行方式和故障地点情况进行了仿真实现。试验结果表明本方法是可行的，并能满足实时性需要。     

RBF神经网络式自适应单相重合闸的应用研究

为解决微机式自适应重合闸在判别瞬时性故障和永久性故障存在的缺陷 ,提出一种基于RBF神经网络的智能型单相自动重合闸的方案 ,将RBF神经网络运用于其中 ,建立一个三层前向网络模型。利用EMTP及MATLAB进行大量的仿真试验 ,验证了其可行性 ,克服了自适应单相重合闸的电压判据在判别瞬时性故障与永久性故障时存在的缺陷。     

自适应三相重合闸的研究

采用拉氏变换对接地与不接地故障跳三相后线路的暂态过程进行了分析,并在此基础上构建模糊神经网络,实现模糊神经网络的自适应三相自动重合闸。通过理论分析和大量MATLAB仿真实验表明,该方法对于三相重合情况下判别故障类型具有较好的效果。     

超高压输电线路故障性质的复值小波识别

提出了一种基于复小波分析的电力系统单相自动重合闸的优化算法。该算法能正确区分稳态下的瞬时故障与永久故障;对记过程尚未结束就已经消失的瞬时故障,利用自适应整定方法亦能迅速正确识别,故不必诉自动重合闸方案,提高了线路重合闸的成功率。用ＥＭＴＰ仿真各种振荡和故障得到的结果对所提算法的有效性进行了检验。结果表明：所提出的算法可以保证瞬时故障与永久故障的正确识别,其在微机保护装置中具有实时应用的前景。     

RBF神经网络式自适应单相重合闸的应用研究

为解决微机式自适应重合闸在判别瞬时性故障和长久性故障存在的缺陷，提出一种基于RBF神经网络的智能型单相自动重合闸的方案，将RBF神经网络运用于其中，建立一个三层前向网络模型。利用EMTP及MATLAB进行大量的仿真试验，验证了其可行性，克服了可适应单相重合闸的电压判据在判别瞬时性故障与永久性故障时存在的缺陷。     

重合闸与低电压穿越相配合的有源配电网故障恢复方案

分布式电源的接入给配电网的运行方式带来了较大影响,同时也使配电网对故障恢复方案提出了更高的要求。通过对配电网重合闸和分布式电源处电压变化的分析,考虑重合闸对DG低电压穿越的影响,提出了一种重合闸与低电压穿越相配合的有源配电网的故障恢复方案。该方案预先对分布式电源划分计划孤岛区域,并根据故障位置、孤岛区域以及分布式电源处电压变化等不同故障情况对有源配电网实施不同的供电恢复方法。最后通过PSCAD模型仿真验证了所提方案的可行性和有效性。     

基于参数识别光伏接入配网永久性故障判别方法

为了解决光伏系统接入配电网前加速自动重合闸重合于永久性故障的问题,提出了适用于光伏接入配电网的三相重合闸永久性故障判别方法。该方法以线路瞬时性故障为参考模型,通过建立线路故障线模分量数学模型,采用最小二乘算法识别线路相间电容,根据相间电容识别误差大小建立了永久性故障识别判据。当线路发生瞬时性故障时,识别值与实际值接近;而当线路发生永久性故障时,识别值与真实值差异较大。通过在PSCAD下建立仿真模型,对光伏接入配电网线路发生瞬时性故障和永久性故障进行仿真。仿真结果表明,该方法能够正确识别光伏接入配电网线路的故障类型,从而验证了该方法的正确性与有效性。     

基于快速重合闸的多端直流配电网极间故障隔离恢复策略

为快速识别并隔离直流极间故障、实现多端直流配电网的极间故障快速恢复,提出了一种基于直流断路器快速重合闸的故障隔离恢复策略。研究了由半桥式模块化多电平换流器组成的环形多端直流配电网极间故障暂态特性,并结合目前典型的保护配置、故障选线及控制方法,形成一种基于直流断路器重合闸的控制保护一体化协调配合策略。各保护区内的快速保护检测到故障后立即闭锁换流器、跳开直流断路器以快速隔离故障;控制保护一体化装置获取故障定位信息后,重合非故障区域内已经跳开的直流断路器、解锁已经闭锁的换流器,在新拓扑结构下实现直流极间故障的快速恢复。最后在PSCAD/EMTDC软件下搭建了六端柔性直流配电网仿真模型并测试了极间故障隔离及恢复特性,验证了所提方案的可行性。     

分布式光伏对线路自动重合闸的影响分析

为研究分布式光伏对线路自动重合闸的影响,从重合闸动作过程中分布式光伏锁相环的动态特性出发,分析了逆变器在重合闸动作过程中的暂态过程以及分布式光伏输出特性。然后根据光伏容量与本地负荷的不同匹配程度以及不同故障位置,分别讨论了光伏接入对于重合闸的影响。最后给出了考虑分布式光伏接入的重合闸配置方式。建议在重合闸时间整定上考虑孤岛保护动作及断路器完全断开的时间。     

应用于风力发电系统中的撬棒阻值整定新方法

在电网发生电压跌落故障的情况下,双馈异步发电机(Doubly-Fed Induction Generator,DFIG)多采用撬棒保护电路以实现低电压穿越(Low Voltage Ride Though,LVRT),而撬棒阻值的选择对机组的LVRT效果影响很大。从DFIG在电压跌落故障下的暂态数学模型出发,运用空间矢量分析和拉普拉斯变换的方法,推导出风电机组在电压跌落故障下的暂态电流时域表达式、转子侧故障电流的计算式。由此提出一种切合工程实际的撬棒阻值整定方法,解决了投入撬棒保护电路后转子侧出现过电流和直流母线过电压的问题。算例及仿真实验数据均表明,采用该方法可有效抑制暂态故障分量,显著提高风力发电系统的LVRT水平。     

基于缺相耦合电压特性的同杆双回线路非跨线故障综合重合闸策略

常规同杆双回线路重合闸策略由于三相抵消原理,其故障相存在的互感电气量非常小,容易受到线路干扰造成误判,重合于永久性故障。提出了一种适用于接地故障的基于缺相耦合电压特性的故障性质判据及综合重合闸策略,对健全线进行了缺相处理,增大了故障线耦合电气量幅值,并增加了非跨线接地故障性质的识别准确度。为使该策略适用于同杆双回线路相间故障和三相故障性质判别,提出在线路装设接地开关的方案,实现了对非跨线非接地故障的快速准确识别。在PSCAD/EMTDC平台上构建仿真模型,验证了该重合闸策略的可行性。     

应用附加电容的柔性直流输电线路自适应重合闸策略

针对柔性直流输电线路在故障跳闸后线路健全极与故障极不存在耦合关系和基于感应电气量变化特征的重合闸判据难以适用的问题,提出一种基于附加电容放电电压变化特征的柔性直流输电线路自适应重合闸策略。在直流线路跳闸后投入附加电容器,构建附加电容放电的数学模型,分析故障消失前后附加电容放电电压特征的差异。结合该差异设计出能有效识别永久性故障和瞬时性故障的柔性直流线路故障性质识别新判据,基于此故障性质识别判据实现对线路的重合闸。最后利用PSCAD/EMTDC平台搭建了线路模型,仿真验证了所提柔性直流输电线路自适应重合闸策略的有效性与可靠性。     

基于电流极性比较的主动配电网故障定位方法

馈线终端单元在主动配电网发生故障时实现对配电网的主动控制,需要简单有效的控制算法。因此,提出了基于电流极性比较的主动配电网故障定位方法。该方法采用馈线终端单元实时检测故障电流,将电流突变时刻作为故障起始点,记录故障后半个周波数据,并计算其极性。通过比较相邻检测点故障电流的极性,实现故障定位。仿真和现场验证结果表明,该方法在主动配电网发生相间短路故障和单相接地故障时均能实现准确的故障定位。     

基于直流电抗电压的柔性直流配电网故障测距方法

故障测距是柔性直流配电网发展所需的关键技术之一,传统的高压直流输电系统故障测距方法在直流配电系统中适应性不好。因此在考虑线路配置直流电抗器的情况下,提出一种基于直流电抗电压的直流配电网双端故障测距方法。该方法从直流故障的电容放电阶段进行研究,利用线路两端直流电抗电压构建包含故障距离和过渡电阻的两个未知参数的时域微分方程,并利用最小二乘法进行求解。PSCAD仿真结果表明该方法能够有效地进行故障定位,并且能够计算出故障点过渡电阻,可以满足直流配电网的故障测距要求。     

电压跌落下虚拟同步发电机故障穿越控制

针对虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator, VSG)传统平衡电流控制在电压发生跌落时无法实现穿越问题,提出一种满足VSG平衡电流控制的低电压穿越(Low Voltage Ride-Through, LVRT)控制策略。分析了VSG传统平衡电流控制基本原理以及在电压跌落时无法实现穿越的原因。在此基础上,提出一种限功率给定的控制方案。按照传统LVRT电流指令计算出功率给定值,在维持VSG机械惯性属性不变的前提下,通过减小无功环惯性系数和维持有功功率差额以改善系统对称故障时无功输出速率和有功调节时间,引入相位调节控制消除了故障解除瞬间系统功率失稳问题。仿真结果验证了该控制策略的正确性和有效性。