含DG配电网分层分区协同故障定位隔离技术

高密度分布式电源并网使配电网故障状况复杂,故障定位困难。针对含高密度分布式电源馈线自动化故障定位与隔离技术,构建了基于分布式智能馈线自动化系统的故障定位方案。分析了含DG配电网区域性故障判别方式,引入区域电流代数和变化作为故障区域定位的基本判据,提出了依据电流相角突变的保护判据。以19节点网络仿真模型对上述方案进行验证,此方案可快速实现故障定位与故障隔离,对高密度分布式电源的接入具有良好的适应性。     

含分布式电源配电网的馈线保护新方案

分布式电源（DG）接入配电网后,改变了原有网络的短路电流流向,会导致原有馈线保护出现灵敏度降低、拒动、误动等问题。提出了2种含DG配电网的馈线保护新方案:一种方案是在现有方向电流保护的基础上,将DG上游每条馈线保护的Ⅰ段与其下一级馈线保护的Ⅰ段构成一个通信单元,依据新的整定原则及两级保护动作结果的综合判断将故障快速地隔离在最小范围内;另一种方案是利用广域网将每条线路末端方向元件检测到的功率方向信息和DG上游第1条出线上装设的电流保护的区段判别结果结合起来,精确地区分故障区段,保证上游保护的选择性和快速性。PSCAD/EMTDC仿真结果验证了所提出的方案的有效性。     

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。     

适用于柔性直流互联交流系统的无电压方向元件判据

背靠背柔性环网控制装置的应用使配电网由单端电源供电的辐射状网络变为多端电源供电网络,三段式电流保护无法判断故障方向。为了既保证配电网保护动作可靠性又保留三段式电流保护,需要为保护安装方向元件。文中通过研究背靠背柔性环网控制装置接入的交流配电网发生不同位置相间故障时序电流间的相位规律,提出了基于流过保护的负序电流和同一母线上无源支路正序电流间相位关系的故障方向判别元件,并给出了正反方向故障时方向元件的动作区间。该方向元件适用于由传统电源、采用负序电流抑制的柔性环网控制装置或分布式电源构成的且母线含无源支路的多端供电网络。该元件受过渡电阻影响小,无需安装电压互感器,在三相对称故障时仍可保证保护的正确动作,不存在传统功率方向元件出口三相故障时的死区问题。经PSCAD仿真验证了该方向元件在系统不同位置发生各种相间故障时的正确性和有效性。     

基于电压跌落状态估计的复杂配电网络故障路径搜索算法

基于电压跌落状态估计，提出了适用于复杂配电网络的故障路径搜索算法。对于辐射状配电网络，该搜索算法以分界点为搜索节点，以馈线段为搜索半径，以馈线段平均残压值为搜索目标，搜索速度大大加快，抗噪声能力较强。对故障路径末端馈线段的逐点搜索也有效地解决了合理确定故障点的问题。单机和双机辐射状网络的算例分析结果表明了该算法的正确性、有效性和快速性。     

配电网故障区域判断的支路矩阵算法

分析了目前配电网故障定位算法中存在的问题,针对辐射状馈线或树状馈线的单电源单一故障和多电源并列运行的多重故障问题,提出了支路矩阵算法,根据从故障区域到电源所经历的过流节点数最多来确定故障区域.不仅能对配电网单一故障进行定位,而且能对配电网末端故障、分支节点故障以及多电源复故障做出快速、准确的诊断.如果配电网扩建新增馈线,只需增加支路数.该算法原理简单,运算量小,计算速度快,能够满足在线应用的要求.     

计及配电网开关死区故障的馈线自动化技术研究

针对传统馈线自动化技术无法识别并隔离配电网环网开关死区故障,恢复供电将导致重复停电、故障范围扩大等问题,通过分析一起配网开关死区故障时的保护告警信息特征及传统馈线自动化的动作逻辑,提出一种考虑配电网开关死区故障的改进馈线自动化处理方法。通过该方法,合理设置故障区域上一级三遥开关的保护动作跳闸时限,切实有效隔离死区故障,快速恢复非故障区域供电。最后,分别以环网进线开关、出线开关发生死区故障以及母线发生单相接地故障为例,验证了所提方法的有效性。     

基于序分量的智能分布式配电网保护方案

为丰富智能分布式配电网保护原理,提出一种基于通信和序分量的智能分布式配电网保护方案.该方案以故障发生后存在的序分量为基础,借助于通信通道并利用母线序电压、出线序分量功率角和馈线序电流相位来定位故障,包括判定故障母线、选取故障出线和定位故障区间3个阶段.阐述了各个阶段保护的动作原理,给出了动作判据和保护整体动作框图,并利...     

基于矩阵算法的配电网故障定位

分析了原有的配电网矩阵法故障定位中存在的问题,提出一种适用于辐射状网及开环运行环网的配电网故障定位算法。该算法仍以矩阵分析为核心,通过网络拓扑形成网络关联矩阵,然后结合馈线终端设备(FTU)上传的故障信息形成故障判定矩阵,判定方法简单。它不仅可以实现配电网单一故障的快速定位,而且对末端故障及多点故障也可以做出准确判断。通过编程实现算法,并用不同区域故障的模拟验证了算法的有效性。     

无线通信与注入信号法相结合的配电网单相接地自动定位

应用注入信号法的故障定位技术,提出了不依赖配电网自动化的无线通信模式实现自动定位的方案,给出了相应的自动故障定位算法。该算法以安装在故障馈线上的注入信号探测器为节点形成馈线的网络描述矩阵,注入信号探测器探测的注入信号信息形成故障信息矩阵,将故障信息矩阵和网络描述矩阵合并得到故障判定矩阵,依据故障判定矩阵进行故障区域的判定。该方案有效地解决了配电自动化系统不完善系统的自动定位问题,已成功应用于实际工程中。     

主动配电网智能控制终端自适应保护整定研究

配网自动化系统是主动配电网实现自愈控制的关键,而配电终端为其核心设备。在集中式配网自动化系统中FTU只有监测和控制功能,主站与终端间配合过于依赖通信网络,一旦通信网络异常就难以实现配电网故障隔离和恢复供电。文章结合智能分布式配网自动化技术设计了一种适用于主动配电网系统的配电智能终端,在原有FTU监测、控制功能的基础上,增加线路保护功能,就地实现故障隔离及恢复供电。文中针对主动配电网的特点,提出了改进差动保护方案和自适应整定策略,并通过MATLAB/Simulink仿真建模验证了该终端的工作效果,对智能分布式配网自动化系统的研究具有重要的指导意义。     

基于5G通信模式下的配电网自愈保护应用

因配电网线路分段、分支开关数量多，导致配电网保护级差配合困难，故障切除模糊，故障范围扩大。应用配电自动化系统，可解决这一问题并完成配电网自愈。目前，配电自动化多采用主站集中式，即收集各节点电气量和开关量信息上送至主站，主站完成逻辑判断，进行策略下发，实现故障隔离和电网自愈。但主站式方式数据传输、校验环节多，故障隔离时间通常在分钟级，在配电网络自愈时，需短时对主供线路停电。采用基于5G通信技术的分布式馈线自动化，通过下沉计算及逻辑判别节点至配电终端，实现了毫秒级的故障就地隔离及网络重构，故障切除精准。探索的配网保护定值优化方案，通过配网保护定值与分布式馈线自动化故障判别策略的融合配合，实现了主供线路不停电情况下的故障隔离和配电网重构，做到了用户停电“零感知”。工程在成都市配电网首次实施应用，取得了良好效果，有效解决了城区保护级差配合困难的问题，为5G通信保护在配电网及其他电压等级电网上的拓展应用积累了经验。     

配电网网架规划与多模块智能终端配置联合优化方法

针对现有配电网网架规划方法未能与二次设备充分协调及对二次设备类型考虑不全等问题,提出了一种网架规划与多模块智能终端配置联合优化方法。介绍多模块智能终端的组成模块,并分析保护与自动化配合的故障处理策略;基于该故障处理策略,定义含多模块智能终端的配电网故障处理时间与馈线分区逻辑;提出配电网网架规划与多模块智能终端配置协同规划框架,构建交替优化数学模型,并采用粒子群优化算法进行求解;通过IEEE RBTS BUS-2配电系统和某60节点城市配电网2个实例,验证了所提方法的有效性和实用性。     

配电网模式化故障处理方法研究

为充分发挥配电网模式化接线的优点并实现配电网故障处理与模式化接线的配合,提出对配电网采用模式化的故障处理方法,该方法利用变电站出线开关与分支线开关2级保护配合实现分支线或用户故障的就地切除。在此基础上通过对配电网各种典型接线模式特点的分析,分别建议了各种典型接线配电网在主干线或者电源点发生故障后的模式化故障处理步骤,包...     

城市配电网智能分布环式供电方式的实现

结合广州南区电缆网改造工程实例，介绍了该市采用智能化开关设备(如重合器、智能化环网柜等)构成智能分布环式供电方式的自动化改造方案。详细介绍了该配电网环式供电网络的结构和运行方式，讨论了馈线自动化智能分布的网络实现方法。实践表明，基于就地保护理念的城市配电网智能分布环式供电是经济可行的。     

有源配电网的智能分布式馈线自动化实现方法

对现有的馈线自动化(FA)模式进行了比较和分析,并针对有源配电网的特点,提出了一种基于有向节点配置方法和通用面向对象变电站事件(GOOSE)高速通信处理机制的智能分布式FA实现方法。该方法结合功率方向保护元件与智能分布式对等网络(peer to peer)的通信特点,既满足了有源配电网FA的需求,又降低了故障处理过程对终端间通信信息的依赖问题;还提出了通道异常的后备处理机制,最大限度地避免了越级跳闸。基于以上智能分布式FA实现方法,结合IEC 61850标准化建模技术及GOOSE高速信息交互技术,采用双核CPU平台设计研制了新型智能配电终端装置。该装置可快速实现故障定位、故障隔离和供电恢复。目前,该装置已在全国多个重点工程中投入运行。     

基于GOOSE的综合型智能分布式馈线自动化方案

在配网自动化的馈线自动化方案中,智能分布式FA目前相对是一种最为快速的就地型馈线自动化方案,但是配电网网架复杂多变,FA方案也需要有较好的适用性。提出了一种基于区域型配电终端和单元型配电终端的综合型智能分布式FA方案,详细阐述了该方案的系统架构、故障定位原理、故障隔离和供电恢复以及工程配置模型等全过程。从试验检测到实际运用证明了该方案具有良好的适应性。     

基于馈线树动态拓扑的高容错故障定段方法

开关的投切和分布式电源的渗透使得配电网拓扑和运行方式复杂多变,给馈线故障定段带来挑战。提出把馈线拓扑分解为树枝和分叉区两种连接单元的馈线树故障定段法。通过智能馈线终端单元识别馈线上各开关的状态变化以实时更新馈线拓扑信息,计算树枝状态函数。根据节点共识容错判据进行故障区段可信度判断,进一步结合分叉区状态进行交叉验证。对节点信息正方向的定义以过流前潮流信息为基准,解决有源配电网故障电流的方向定义问题。最后通过算例验证所提方法的优越性。     

一种故障信息不足情况下配电网故障定位的算法

利用配电网量测量相关性提出了配电网故障定位的新算法,即以配电网量测电流间的相关性得出缺失的故障信息,并用故障判定矩阵进行故障定位,对某些节点处没有配置FTU或因FTU故障而不能得到该节点信息的配电网络进行了故障定位研究,算例分析表明该方法是可行的。该方法有效地解决了由于FTU(现场终端设备)故障、FTU数量不足等原因所导致的故障信息不足的问题。     

基于广义节点的配电网集中式差动保护方法研究

面对配电网供电需求的增大、连接复杂度的增高以及可再生能源接入等问题,研究和发展智能配电网保护控制成为电力系统发展的必然选择和趋势。提出基于广义节点的配电网集中式差动保护方法,根据电网实时结构和测量可用性变化情况,应用广义节点的概念,确定差动保护的最小差动区间,即一个由保护终端构成的、封闭的合围若干电气元件的最小集合。基于广义基尔霍夫定律建立了数学模型,给出了计算方法,通过算例分析验证了该算法的可行性,可以解决分布式电源接入以及出现部分环网情况下配电网的保护问题。