基于逆变型分布式电源微电网保护的研究

针对逆变型分布式电源的微电网不同于传统电源的控制方式、短路故障电流小和电流双向潮流流通等特点,讨论了微电网保护与传统电网保护的区别及分布式电源的接入对配电网的影响。通过介绍逆变型分布式电源的控制特点,总结了2种不同类型的微电网保护方法,即基于传统过电流保护方法和基于现代通信、计算机技术的数字网络化保护方法。     

含逆变型分布式电源的花瓣型配电网故障定位策略研究

针对含逆变型分布式电源(Inverter Interfaced Distributed Generation, IIDG)的花瓣型配电网的故障定位问题,文中提出了一种基于电气参数的综合故障定位方法,可用于解决三种不同类型的故障问题。对于两相短路故障,采用基于负序电流相位差的故障线路识别方法;针对单相接地故障,基于零序分量推导出测距方程,并利用区段线路长度约束排除虚假根,准确确定实际故障位置;对于对称故障,利用多线路正序电流的相位和幅值来确定故障位置;利用PSCAD/EMTDC系统对所提出的方法在不同故障情景下进行了故障距离和接地电阻测试。结果表明,与其他方法相比,所提方法定位精度更高,在不同故障类型下的定位误差不超过1%,从而验证了该方法在含IIDG的花瓣型配电网中具有更高的精度和抗故障能力。     

含逆变型分布式电源花瓣式配电网单相接地故障特性分析

花瓣式配电网具有高供电可靠性,但闭环运行模式和逆变型分布式电源接入使其故障特性变得更加复杂.针对含逆变型分布式电源花瓣式配电网的单相接地故障,利用对称分量法推导了故障点接地电流、故障相电流及线路各序电流的公式,并揭示了各电流的变化规律,然后通过仿真对分析结果的正确性进行了验证.结果表明,随故障点按顺时针方向沿花瓣式环网...     

含逆变型分布式电源的配电网保护系统研究

为研究分布式电源的故障穿越运行能力以及大电网解列后与重要负荷重构自愈的运行能力,对逆变型分布式电源(inverter-based distributed generation,IBDG)的故障外特性进行分析,提出了计及IBDG故障特性影响的配电网过电流保护整定计算方法。针对现有配电网的重合闸前、后加速配置及馈线保护切除故障策略,提出适合IBDG接入并能实现其故障穿越运行的馈线保护改进措施。利用MATLAB/Simulink仿真软件对系统进行故障仿真,仿真结果表明该改进方案能够解决IBDG接入后对配电网保护选择性方面带来的问题。     

含PQ控制逆变型分布式电源的配电网故障分析方法

随着逆变型分布式电源(inverter interfaced distributed generation,IIDG)在配电网中的渗透率不断提高,且在新的故障穿越行为要求下,现有的故障分析方法已不再适用。为此,提出一种适应于最新并网规定的含PQ控制IIDG的配电网故障分析方法。该方法首先通过分析IIDG故障电流特性,提出计及控制特性的IIDG压控电流源等值模型;在此基础上,建立了故障下的含IIDG配电网节点电压方程,并针对不同IIDG间相互耦合以及公共连接点(point of common coupling,PCC)故障电压与IIDG故障电流之间存在非线性关系,提出相应的迭代修正求解方法。最后,通过算例仿真计算,验证了所提方法的可行性和有效性。     

含逆变型分布式电源配电网自适应电流速断保护

对于含分布式电源（DG）尤其是逆变型分布式电源（IIDG）的配电系统,由于其电源出力的随机性,将导致传统电流保护的定值很难整定。针对这一问题,文中结合含IIDG配电系统故障时的特点,在已有自适应电流速断保护的基础上,对含IIDG配电系统的自适应电流速断保护进行了研究。分析结果表明,对于保护背侧接有IIDG的情况,在对某些参数重新定义后,仍可按照已有自适应整定表达式的形式对保护进行整定。该整定方法仍然能够根据系统当前运行方式和IIDG的出力情况自适应地调整定值,而且不用借助通信手段,与传统的电流速断保护相比,含IIDG配电系统的保护性能得到了很大改善。通过对一个10 kV配电系统的仿真分析,验证了该整定方法的正确性。     

考虑并网运行微电网故障方向识别的逆变型分布式电源故障控制

微电网具有双向故障电流,其保护的一个关键问题是如何准确判别故障方向.对微电网正序故障附加网络的分析表明,逆变型分布式电源(IIDG)正序故障分量阻抗角所在象限决定了正序故障分量方向元件在并网运行微电网中的适用性.然而,IIDG功率输出策略的多样性和故障后ⅡDG并网点电压变化的不确定性导致ⅡDG正序故障分量阻抗角所在象限...     

考虑电流指令跟踪能力的PQ控制逆变型分布式电源故障模型

从逆变型分布式电源(IIDG)的数学模型、控制原理和参数设计角度出发,分析不同参数、故障前工况和故障严重程度条件下变流器电流对其指令的跟踪情景,进而提出一种考虑变流器电流指令跟踪能力的IIDG对称故障模型。该模型根据变流器电流能否准确跟踪指令将IIDG等值为压控电流源和压控电压源这2个阶段,可更加准确地反映对称故障期间IIDG的控制特性。与现有方法及电磁暂态仿真软件计算结果的对比分析表明,所提方法在简化计算的同时具备更高的计算精度。     

含逆变型分布式电源的配电网分区域电流保护

针对大规模逆变型分布式电源接入配电网后对传统电流保护可靠性产生影响的问题,该文提出一种分区域电流保护方案。分析含逆变型分布式电源的配电网的故障特性,并将配电网线路划分为逆变型分布式电源的上游线路区域、下游线路区域和并网线路区域。针对上游线路区域的保护,提出一种自适应方向电流保护方案;下游线路区域则采用基于保护本地信息的自适应电流保护方案;并网线路区域考虑采用电流差动保护方案。通过算例系统进行仿真,验证了含逆变型分布式电源的配电网分区域电流保护方案的有效性。     

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。     

面向多分布式电源的微电网分区电压质量控制

电压不平衡和电压暂降是微电网中突出的电压质量问题。针对含单公共连接点(point of common coupling,PCC)和多PCC的微电网,提出一种基于下垂控制的面向多分布式电源(distributed generation,DG)的分区电压质量控制(zonal-voltage quality control,ZVQC)策略,将二次电压控制的思想引入DG的本地控制,不仅改善了微电网正常运行时PCC的电压质量,还可在微电网故障导致电压平衡跌落和不平衡跌落时能够支撑PCC电压并改善其不对称度,实现微电网区域及全网电压质量改善。此外,给出微电网ZVQC的原则,讨论DG附加容量的规划方法,并给出ZVQC的实施方案。最后在PSCAD/EMTDC中建立IEEE P1547.4典型微电网拓扑,仿真验证了所提方案的有效性和可行性。     

基于逆变型微电源的低压微电网运行仿真分析

针对以逆变器为接口的微电源和蓄电池储能单元,文章简述了P/Q控制策略,重点分析了蓄电池储能单元的逆变器下垂控制策略,提出了适用于低压系统中的改进的P/V下垂控制策略。该策略加入了功率微分项,减少了功率计算环节所引起的滞后;加入电压和频率偏差的前馈调节,实现电压和频率的再次调节,减小了有差调节所带来的偏差。同时,建立了低压微电网模型。重点仿真了微电网运行模式切换以及孤岛下投切负荷等情况,验证了蓄电池改进下垂控制策略的正确性以及微电网模型运行的稳定性。     

基于非线性多智能体系统的微网分布式功率控制方法

传统下垂控制方法存在难以使微网负荷功率按照分布式电源容量合理分配的问题,为此在分析功率分配机理基础上,针对含多个分布式电源的微网,提出一种基于非线性多智能体系统的分布式功率控制方法。该方法在不影响有功功率分配精度前提下,通过引入有功扰动项使负荷无功功率可按照分布式电源容量实现精确分配。同时,为保证系统输出频率和电压均稳定在额定值或偏移很小,基于一致性和输入/输出线性化理论,在分布式电源多智能体网络拓扑结构下设计分布式非线性协同下垂控制器,弥补有功扰动引起的系统频率和电压的波动。仿真实验结果验证了所提控制方法的正确性和可行性。     

基于分布式电源的微网技术

分布式电源的应用对电网电压和电能质量等方面会带来许多问题,集成分布式电源和负荷的"微网"技术提供了很好的解决途径.文中对微网的概念及国外应用研究现状作了概括和分析,阐述了微网在可靠性、经济性和灵活性方面的优势,指出微网孤立运行的特性更加适合在国防工程等可靠性要求较高的重要场所供电系统中应用.针对微网技术重要的经济性和军事应用前景,探讨了微网的研究方向,并着重提出微网在军事领域应用研究的问题和方向.     

含分布式电源配电网的故障定位新方案

分布式电源(distributed generation,DG)接入配电网后导致配电网辐射型的网络结构发生变化,会对传统的无方向电流保护产生影响。由于配电网的馈线上一般不装设电压互感器,电压量信息无法提取。文章提出一种不借助于电压量信息的故障定位新方案,通过对馈线首端到DG接入点之间的限时电流速断保护和DG接入点到馈线末端之间的定时限过电流保护的动作信息进行分析,实现对故障的准确定位。同时,文中针对多个DG经不同点接入和保护灵敏度不满足要求等几种特殊情况进行了讨论,并提出了相应的解决方法。该故障定位新方案无需额外在配电线路上装设大量的电压互感器和断路器,且保护不受DG输出功率变化的影响,可以保留原来的定值,具有一定的实用性。通过对一个10 kV配电系统进行仿真,验证了本保护方案的正确性。     

分布式直流微电网分级控制技术综述

近年来,作为保证直流微电网稳定高效运行的一种有效技术方法,分级控制在国内外受到广泛关注。分级控制的实现通常建立在下垂控制之上,因此该文对基于下垂控制的直流微电网分级控制技术进行综述研究。首先,通过对已有下垂控制方法进行分析比较,系统地评述传统下垂控制方法的局限性。其次,针对传统下垂控制的缺陷,主要介绍了改进的主级控制、次级控制和第三级控制的分级控制方法,同时根据通信方式的不同,将次级控制分为三种协调控制方法。此外,该文着重讨论基于一致性算法的分布式次级控制在直流微电网应用中的优越性和协调控制所面临的通信问题及其解决方法。最后,对直流微电网下垂分级控制的现有研究技术进行对比总结,指出其目前存在的问题和未来发展趋势。     

含分布式电源的配电网故障分析叠加法

传统的配电网故障分析方法已不能满足未来分布式发电系统的需求。为此,文中针对含分布式电源的配电网故障分析展开研究。将常见分布式电源节点划分为PQ节点、PI节点、PV节点和PQ(V)节点几种类型,并根据各节点类型的特点,提出了在故障分析中的处理方法。根据含分布式电源的三相不平衡弱环配电网的特点,在前推回推类方法的基础上,提出了一种含分布式电源的配电网三相故障计算的叠加方法。该方法既能用于辐射型网络,也能用于弱环网络。采用13节点算例对所述方法进行了测试,算例结果证明了该算法的可行性和有效性。     

逆变型分布式电源微网小信号稳定性动态建模分析

现有微网小信号稳定性分析中,通常忽略网络和负荷的实际动态特性且对分布式电源逆变器采用理想建模,导致分析结果产生一定误差.为更准确分析微网和大容量逆变器的动态性能,建立了逆变型分布式电源微网的小信号动态模型,主要包括2个子模型:网络及负荷小信号动态子模型和电压、电流双闭环控制逆变器的小信号动态子模型.利用该模型计算了有功负待增加20%情况下的阶跃响应,并运用PSCAD/EMTDC软件对相同运行状态进行了仿真,两者付比验证了所提出模型的正确性.应用该模型时,通过计算其特征值便可直观分析微网的小信号稳定性,在进一步对特征值进行敏感度分析的基础上,找出影响主低频特征值的状态变量.该模型的建立可为控制器参数的优化设计提供依据,且有助于提高微网小信号的稳定性.     

含多种分布式电源的微网动态经济调度

微网中可再生能源和负荷功率等具有不确定性,传统的经济调度模型已不再适用.针对微网运行中各种随机性因素的影响,建立了基于机会约束规划并计及制热收益的热电联产型微网动态经济调度模型,以一个包含风、光、储、微型燃气轮机、燃料电池以及热电负荷的微网为例,运用结合蒙特卡罗模拟的改进遗传算法优化了并网下各微源和外网的功率,并对比分析了微源和外网分别承担微网内部波动时一天内的综合成本和蓄电池充放电次数.通过算例验证了所提模型和算法的有效性.     

分布式发电并联接入微网的控制技术研究综述

智能电网很重要的特点之一就是大规模接入清洁能源分布式发电,因此,加快发展这项技术很有必要。首先通过介绍智能电网,引出了其关键技术之一的微网技术,然后简要分析了系统结构及其控制策略,并对各种控制方法进行了比较,着重对主流控制方法进行了讨论,包括主从控制、电流/功率均分控制以及频率/电压下垂控制。最后,总结对比了各种方案的优劣并提出展望,逆变器控制技术的研究对智能电网的构建具有重要意义。