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。     

考虑DG接入位置和容量的配电网保护综合改进方案

为了解决分布式电源(distributed generations,DG)接入配电网后引起的传统配电网继电保护拒动、误动、灵敏度降低等问题,提出一种适应DG大量接入配电网的改进保护方案。从DG接入位置和容量角度,分析接入母线和馈线对传统配电网三段式电流保护和反时限过电流保护的影响,并计算传统配电网三段式电流保护允许接入容量。通过配置低电压加速反时限过电流保护,以及加装少量方向元件对传统配电网继电保护进行改进来满足含大量DG的配电网保护要求。利用PSCAD/EMTDC对含DG的10 kV配电系统进行了仿真分析,仿真结果表明,该改进方法能够满足不同容量的DG接入配电网保护要求,具有很好经济性和实用性,符合我国当前配电网发展现状。     

基于状态量信息的含分布式电源配电网保护新方案

为消除分布式电源(DG)接入对保护的影响,同时尽量减少改造成本,提出了一种基于多点状态量信息的含DG配电网保护新方案。对于DG下游辐射状线路和无DG接入的馈线,所提方案根据过电流保护动作信息实现故障定位。另外,基于馈线首端和DG并网点处的电压和电流信息,提出了补偿阻抗极性信息的新判据及其故障定位方法。当DG上游区域发生故障时,所提方案无需加装电压互感器,即可快速准确地切除DG上游区域的故障线路。最后,通过PSCAD/EMTDC软件对一个含DG的10 kV配电网进行故障仿真与分析,结果验证了所提方案的有效性和正确性。     

基于继电保护配合的分布式电源准入容量研究

分布式电源(Distributed Generation,DG)接入配电网会引起保护检测到的电流发生变化,从而影响保护范围。本文以DG接入35kV配网为例,描绘了在线路不同位置发生三相短路故障时DG接入前后电流对比曲线。利用三段式电流保护约束条件,在不修改原有保护配置的前提下得出了最佳容量比,提出了DG对馈线电流保护的影响与DG的故障位置和接入容量有关。     

基于超导故障限流器的多级馈线电流保护新方案

随着配网规模的快速发展,配电网线路呈现线路短、节点多的情形,进而导致短路电流差异较小,传统电流保护方案配合困难以及故障切除时间延长。为解决上述问题,首先梳理多级馈线保护存在的问题,对多级馈线长短混联线路保护配置与整定方案进行分析,进而提出了一种基于超导故障限流器的电流保护新方案。该保护方案利用故障限流器的快速投入与限流特性实现上下游线路短路电流差异化。基于此,构建新的保护定值整定原则,缩短故障切除时间。利用PSCAD搭建多级馈线配电网模型进行仿真验证。结果表明：所提保护方案能够解决传统电流保护定值配合失效与保护动作时间过长等问题。     

基于风电接入点的配电网分区保护方案研究

风电接入配电网,接入点不同,配电网呈现不同的故障特性,影响传统保护的动作特性。根据建立的含风电的配电网故障电流关系式,分析了风电接入对配网的影响,提出根据风电场并网位置及对保护的影响确定保护配置方案,风电场接入馈线末端时上游区域配置方向纵联保护,接入馈线首端时下游区域和相邻馈线配置自适应电流速断保护。通过FFT变换滤除故障分量中的直流分量,采用对称分量故障分量法计算保护背侧阻抗以适应风电场运行工况的多变性,提高自适应电流保护的动作性能。以PSCAD为平台构建35k V配电系统仿真模型,仿真验证了保护方案的有效性。     

考虑分布式电源稳定助增效应的电压修正反时限过电流保护方案

为解决由于分布式电源(distributed generation,DG)助增效应导致传统保护方案难以同时满足选择性和灵敏性要求的难题,从理论上揭示DG接入前后反时限过电流保护动作行为特性随故障点位置移动的变化规律,分析DG接入对反时限过电流保护性能造成的影响,提出一种具有高灵敏性的电压修正反时限过电流(voltage correction based inverse-time overcurrent,VCITO)保护方案,利用故障下电网电压的自然分布与测量电压随故障位置移动的变化规律,构造电压修正因子与电压梯度指数对反时限特性曲线进行修正。VCITO保护方案基于保护本地信息整定动作时间,在确保保护选择性的同时实现速动性最优化。利用PSCAD/EMTDC建立典型35k V含DG电网模型对VCITO保护方案进行验证,仿真结果表明该方案能有效解决传统反时限过电流保护在DG接入场景中存在的选择性失配与速动性弱化问题,且具有较强的灵敏性。     

含分布式电源的配电网保护改进方法

分布式电源(DG)接入配电网,改变了配电线路中短路电流的大小和方向,也改变了系统电网的结构.对普遍配置于配电网的三段式电流保护的正确动作将造成影响.本文是一种将传统的三段式电流保护改变为两段式电流保护,并结合通信系统的保护方法对配电网进行保护的配置.可以避免分布式电源接入系统可能造成配电线路保护误动的问题,同时,在允许分布式电源孤岛运行的方式下,当系统电源与分布式电源接入点之间的线路发生短路故障时,实现将故障从两端切除的要求.     

分布式电源接入对馈线自动化的影响及对策

<正>馈线自动化(Feeder Automation,FA)主要是实现馈线监测、优化和对馈线故障进行定位、隔离、恢复供电。当配电线路中出现故障时,远程控制开关设备(如断路器)以定位、隔离故障并恢复供电,从而保证可靠的电能供应。而分布式电源(Distributed Generation,DG)接入到馈线中,改变了原有的馈线结构、原有配电系统的短路电流分布及流向,使得已有的馈线自动化系统的故障定位规则和重合闸配置存在失效的可能,从而给馈线自动化系统的故障处理带来新问题。因此,本文将在研究DG接入对馈线自动化影响的基础上,提出考虑DG的馈线自动化完善方案。     

Adaptive overcurrent protection scheme coordination in presence of distributed generation using radial basis neural network

The operational performance of conventional overcurrent protection relay coordination connected to a distribution network is adversely afected by the penetration of distributed generators (DG) at diferent buses in the network. To address this problem, this paper proposes a novel adaptive protection coordination scheme using a radial basis function neural network (RBFNN), which automatically adjusts the overcurrent relay settings, i.e., time setting multiplier (TSM) and plug setting multiplier (PSM) based on the penetration of DGs. Short circuit currents and voltages measured at diferent buses are acquired using the remote terminal units (RTU) connected to diferent buses within the terminal network. Communication between the various remotes and local end station RTUs is through hybrid communication systems of fber optic and power line communication system modules. The new adaptive overcurrent protection scheme is applied to the IEEE 33-bus distribution network with and without DGs, for single and multi-DG penetration using both the ETAP and MATLAB software. The simulation results show the proposed scheme signifcantly improves the protection coordination.     

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。     

一种同步型分布式电源输出短路电流抑制技术

随着分布式电源（DG）在配电网渗透率的不断提高,其对继电保护尤其是过流保护的影响日益显著。针对短路电流输出能力强的同步DG,提出了一种基于全控型器件的励磁控制技术以抑制DG对配电网过流保护的影响。首先,分析了同步发电机机端短路时输出电流同励磁电流间的数学关联。然后,通过分析电流型逆变器调制策略下励磁能量泄放回路时间常数的影响因素,建立了面向配电网过流保护的同步DG励磁控制方案。最后,通过仿真分析验证了该励磁控制方案的有效性及其对转子匝间绝缘的影响。该方法只需要通过对全控型器件变流器的控制,即可抑制同步DG对过流保护的影响。     

Overcurrent protection for distribution feeders with renewable generation

Distribution systems in Taiwan are typically radial type or normally open loop type. Distribution feeders have a simple protection system that usually employs overcurrent relays. When renewable generation (RG) is connected to the distribution feeder, the feeder changes from a single-source system to a complex multi-source system, which causes loss of the original coordination among feeder protection devices. The operation of RG units can cause protection failure. Fault current produced by RG units may reduce the current measured by the feeder relay. Therefore, this paper proposes connecting RGs to the feeder via four-way circuit switches with overcurrent relays, and dividing the feeder into several protection zones. Each protection zone is capable of isolating fault itself.The algorithm process and design procedure of overcurrent protection are also proposed for distribution feeders with RG. Results of this research provide a valuable reference for overcurrent protection that improved protection coordination and system reliability.     

一种适用于微电网的分散式自适应过电流保护

针对传统的定流继电保护不能及时响应微电网拓扑结构变化的问题,文中提出一种分散式自适应过电流保护方案。根据微电网的故障特性将微电网中的馈线以分布式电源为中心分为上游区域和下游区域。针对不同区域分别配置基于瞬时继电器的分散式保护法。最后,在电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC平台上建立微电网模型,验证所提方法。结果表明,所提方法能正确地切除微电网在不同运行模式、拓扑结构、DG运行状态下的故障,提高了保护的可靠性。     

Protection relay system using information network for distribution system with DGs

We propose a new protection scheme for selective and quick disconnection of a fault area in a distribution system, which can be flexibly adopted for a large‐scale introduction of distributed generators (DGs). When a fault occurs, relays provide a binary state signal which is activated if, for instance, the current at the corresponding relay location exceeds a certain value. Although each relay cannot locate the fault point with only its own signal, it can locate the fault by utilizing signals from other relays together with its own signal. Because only a binary state signal is transmitted instead of the actual physical variable such as the magnitude of the fault current, the network traffic is much less than when a conventional protection scheme for a transmission system using an information system is applied to a distribution system. The following are the main results of a simulation on our proposed protection scheme: (1) the proposed protection scheme can successfully disconnect only a fault feeder when the relays use signals provided from the sending end of the fault feeder and all other DGs on the same feeder, (2) in the case of a fault on a DG connected feeder, the DG can be disconnected within 0.06 s. © 2006 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 155(4): 30–35, 2006; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20232     

配电网中分布式电源的选址定容和电流保护策略

反时限过电流保护常用于配电网的线路保护,而不同容量的分布式电源接入配电网的不同馈线不同区段时,会对原有配电网的继电保护及安全运行产生很大的影响。文中分析了逆变型分布式电源对传统反时限过电流保护的配合特性和动作行为的影响,给出了基于反时限过电流保护的选址定容方法并指出其局限性。在此基础上,研究了故障限流器在电网故障时呈现的高阻抗特性,提出了一种基于故障限流器的含分布式电源的配电网保护策略,并结合福建省湄洲岛储能电站实例,建立PSCAD仿真模型,进行计算验证。仿真结果表明,所述方法能够有效降低逆变型分布式电源对反时限过电流保护的影响,使配电网线路的保护具有良好的协调性,保证配电网的稳定运行。     

Active-reactive scheduling of activedistribution system considering interactiveload and battery storage

The increasing penetration of inverter-based distributed generations (DGs) significantly affects the fault characteristics of distribution networks. Fault analysis is a keystone for suitable protection scheme design. This paper presents the modelling methodology for distribution networks with inverter-based DGs and performs fault simulation based on the model. Firstly, a single inverter-based DG model based on the cascaded control structure is developed. Secondly, a simulation model of distribution network with two inverter-based DGs is established. Then, different fault simulations are performed based on the Real Time Digital Simulator (RTDS). Theoretical analyses are conducted to justify the simulation results, including the equivalent circuit of distribution networks with inverter-based DGs and the solution method for loop currents     

分布式电源优化配置的仿电磁学算法

研究了配网中不同分布式电源在不同地点的规划问题,在分布式电源的容量、个数和不同地点负荷需求已知的情况下,将多目标函数归一化建立最小化配电网耗费的优化目标函数,采用仿电磁学算法优化分布式电源的规划配置,得到不同分布式电源在不同地点接入的规划方案。通过与遗传算法相比较,仿电磁学算法在分布式电源优化配置的运行效率和容错性能具有明显的优势。