无接触数据传输技术在配电网故障定位的应用

配电网停电会造成很大经济损失,因此需要及时准确地故障定位以排除故障,减小损失.介绍了直流结合交流的综合离线故障定位法,针对故障定位中直流注入存在读取测量值的困难,提出了应用于配电网故障定位电流检测的无接触传输技术:红外技术、射频无线技术.给出了它们的硬件设计电路及特点,并且分析了在保定市固城供电所10 kV线路定位试验中应用无接触传输技术得到的数据,证明了无接触技术在故障定位中的有效性.     

直流配电网保护技术评述

直流配电网因其控制灵活、电能质量好、便于分布式电源接入等优点,成为国内外技术发展的一个重要方向和研究的热点。然而,直流配电网故障特征与交流系统相比存在本质差异,已有交流系统保护技术难以直接应用于直流配电网。同时,由于直流换流设备耐受过流能力弱及故障恢复控制措施相对复杂,对实现快速准确故障检测、故障定位及有选择隔离故障区域提出了更高的要求。因此保护技术已成为直流配电网亟需突破的关键技术之一。论文在给出直流配电网拓扑的基础上,通过分析直流配电网故障发生、故障检测、故障定位与故障隔离的过程,明确了直流配电网保护中故障检测与故障定位是两个关键问题,并探讨了这个问题的技术难点,重点评述了直流配电网故障检测和故障定位方法,剖析了已有研究存在的主要问题,展望了未来发展方向,以期为后续研究奠定基础。     

柔性直流配电网直流线路故障定位综述

近年来电力电子开关器件快速发展,直流电技术凭借自身优势受到了学者们的广泛关注,目前已在高压输电、地铁牵引等领域得到了很好的应用。本文借鉴了直流输电网直流线路故障定位的划分方法,根据故障定位原理的不同,将柔性直流配电网直流线路的故障定位方法分成行波法和故障分析法两大类,分别归纳总结了各方法的国内外研究现状以及其各自的优缺点,指出了柔性直流配电网故障定位目前存在的关键问题。     

配电网单相接地故障定位技术实验研究

配电网中单相接地故障发生概率最大,传统的故障定位方法不能有效解决配电网多分支、长线路、高电阻等故障定位难题。研究发现,直流定位法不受分支数量、过渡电阻和线路长度的影响,能够较好地解决配电网定位难题。通过仿真和现场实验证实了直流定位法的可行性;在直流法的基础上,为简化定位操作,提出60Hz交流定位法,该方法可以地面检测,大大缩短定位时间。实验证明,直流法和交流法结合的综合定位法是配电网故障定位的可行方法。     

基于故障电流主动控制的柔性直流配电网故障定位方法

为了提高现有柔性直流配电网故障定位方法的性能,保证直流配电网供电可靠性以及故障后快速恢复供电,提出基于故障电流主动控制的柔性直流配电网故障定位方法.利用混合模块化多电平换流器(MMC)的高可控性,将故障电流分为阶段Ⅰ与阶段Ⅱ.阶段Ⅰ主要实现故障电流快速抑制并为阶段Ⅱ平滑过渡提供条件.阶段Ⅱ通过注入特定频率的高频反向电流,实现故障的精确定位.介绍了故障参考电流的设计方法.以非对称"手拉手"式双端直流配电网为典型场景分析其故障定位原理.最后,在PSCAD/EMTDC搭建双端直流配电网仿真模型,验证了所提故障定位方法的可行性.     

采用故障阻断型换流器的直流配电网故障处理技术综述

故障的快速隔离与恢复是保障直流配电网供电可靠性的关键问题,利用具有故障自清除能力的换流器和隔离开关配合实现故障电流的阻断与隔离是直流配电网的重要发展方向之一。文中从继电保护与故障定位、故障隔离及故障恢复3个方面,针对采用阻断型换流器的直流配电网故障处理技术的研究现状进行了归纳和总结,梳理了采用阻断型换流器的直流配电网故障处理技术存在的问题和难点,并对该研究方向的关键技术发展趋势进行了展望。     

基于MMC的柔性直流配电网故障定位及保护配置研究

结合深圳多端柔性直流配电示范工程,研究了柔性直流配电网的保护配置和直流线路故障定位方法。首先根据实际工程的电路拓扑结构,明确了柔性直流配电网保护区域的划分方法。其次结合MMC换流器及直流配电网的故障特性,提出了各保护区域的保护配置方案。最后针对直流线路"T"接负荷与微电网的特点,重点介绍了直流线路单极故障、双极故障及断线故障的保护配置和故障定位方法。在电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC下搭建了基于MMC的直流配电网仿真模型,通过仿真验证了保护配置策略的正确性和直流线路故障定位的可行性。     

高压直流输电线路故障定位研究综述

高压直流输电是我国的重点发展方向之一。快速、准确的高压直流输电线路故障定位对保障高压直流系统运行可靠性、减少停运时间具有重要意义。对目前应用于高压直流输电线路以及柔性直流配电网故障定位的主要技术,包括行波测距法、固有频率法、故障分析法和非精确同步测距法,进行了详细的分析和综述。探讨了不同故障定位技术在高压直流输电线路故障定位应用中的优缺点。结合传感器技术、计算机技术与人工智能技术的发展趋势,对高压直流输电线路故障定位技术的未来发展进行了展望。该研究给高压直流线路故障定位方法的研究者提供了良好的参考。     

基于直流扰动功率的直流配电网电压暂降源定位

电压暂降源定位对解决相应供用电双方纠纷及责任认定等起到重要作用。提出一种基于直流扰动功率法的直流配电网电压暂降源定位方法,分析了导致直流配电网电压暂降的典型原因,将故障状态分解为正常状态和扰动状态的叠加,建立直流扰动功率与扰动源位置之间的对应关系,根据直流扰动功率的正负来判断暂降源的位置。在Simulink平台上搭建了直流配电网暂降分析仿真模型,分别对直流配电网的外部交流电网故障与内部故障引起的电压暂降进行源定位分析。仿真实验结果表明,该方法可有效完成直流配电网电压暂降源的定位,具有应用范围较广、可靠性高的优点。     

柔性直流配电网保护方案及设备研制

针对典型柔性直流配电网开展了保护分区及保护配置策略研究;根据直流线路的故障特性,分析了直流极间短路故障、单极接地故障以及断线故障的保护方案。对于直流电网快速故障定位和隔离的要求,提出一种基于差动保护和多点方向信息的综合故障定位方法。基于所提出的保护和故障定位方案,研制了高采样率且具备多类型模拟量接口的直流配电网保护设备。经实时数字仿真(RTDS)系统仿真和动模试验,验证了保护方案的可行性和故障定位方法的正确性,所研制的保护设备动作行为、性能指标满足直流配电网安全运行需求。     

基于直流法的配电网单相接地故障离线定位研究

传统的配电网单相接地故障定位方法只能够在各自有效范围内定位故障点,无法通用于各种网络结构和故障情况,主要原因是没能解决配电网故障定位的关键难题:结构复杂、分支多,电容大,接地电阻大。不同于以往的定位方法,所提出的直流定位法利用直流信号进行故障定位,该方法能够克服以上难题,是配网故障定位的有效方案。方法是首先向故障线路注入直流信号,然后通过关键分支点的直流强度检测判断故障路径,直至找到故障点。仿真和现场实验都证明基于直流信号的故障定位方法是可行的、有效的。     

10 kV配电线路综合故障定位方法研究

针对配电网的特点和故障定位的难题,对传统的故障定位方法进行了分析。在总结这些方法的基础上,提出了利用多种信息来构造一种基于行波-直流法的综合定位方法。本文在深入研究C型行波定位法的基础上,为了更明确地确定故障的具体位置,提出了采用直流注入法作为补充的行波-直流综合故障定位方法,其目的是利用不同方法的互补性来提高故障定位的准确性。该方法分2步进行定位,首先利用C型行波法确定故障距离,然后利用直流法确定故障分支。这种行波-直流综合故障定位方法充分利用了行波法[1]操作简单、定位速度快,以及直流定位法应用范围广、能准确确定故障分支的优点,可以实现精确故障定位。理论分析和ATP仿真结果表明：综合方法不受网络结构、分布电容和线路参数的影响,能够准确地确定配电网单相接地故障位置。     

基于直流法的配电网单相接地故障离线定位研究

传统的配电网单相接地故障定位方法只能够在各自有效范围内定位故障点,无法通用于各种网络结构和故障情况,主要原因是没能解决配电网故障定位的关键难题:结构复杂,分支多,电容大,接地电阻大.不同于以往的定位方法,所提出的直流定位法利用直流信号进行故障定位,该方法能够克服以上难题,是配网故障定位的有效方案.方法是首先向故障线路注入直流信号,然后通过关键分支点的直流强度检测判断故障路径,直至找到故障点.仿真和现场实验都证明基于直流信号的故障定位方法是可行的、有效的.     

基于GOOSE通信技术的直流配电网分布式区域保护方法

针对多端柔性直流配电网的故障快速识别、定位及隔离这一关键技术难题,利用配电网中相邻直流配电终端节点的故障识别特征信息,提出一种基于面向通用对象的变电站事件(GOOSE)等通信方式的直流配电网分布式区域保护方法,能够实现故障快速定位及隔离功能.首先将复杂的直流配电网通过网格化分解成若干个有限区域单元,每个区域单元就是一个...     

10 kV配电网故障定位的研究和实现

随着对配电网供电可靠性要求的提高,配电网故障点的及时发现显得日渐重要,配电网的故障定位技术对于配电网安全可靠性具有非常重要的意义.本文在基于信号注入法的原理基础上,提出了一种"直流定段,交流定点"的交直流综合定位方法.该方法分两步走,第一步定出故障区域,第二步定出故障点,将直流信号和交流信号注入法相结合,优势互补,通过多次现场实验验证,可以有效地处理 101 kV 配电网中的单相接地故障.本文阐述了交直流混合定位法的原理,并介绍了信号源的注入和信号的检测方法,最后利用现场试验数据和ATP仿真验证此方法的可行性.     

多端柔性直流配电网继电保护控制技术研究

为了确保柔性直流配电网的稳定安全运行,针对多端柔性直流配电网继电保护控制技术展开分析。通过建立多端柔性直流配电网数学模型,按照配电系统结构将其整个划分成若干个控制区域,每个区域包含相应的换流器、直流变压器、直流线路,再采用故障录波器对直流线路故障进行快速定位和隔离控制,以此完成继电保护控制。实验结果表明,设计方法可以实现对配电网运行故障的快速辨识和控制,保障了多端柔性直流配电网的正常运行和供电服务稳定性。     

柔性直流技术在配电网中的应用及运行控制

柔性直流技术应用于配电网可提高配电网的可靠性和灵活性。结合苏州工业园区两端口柔性直流互联的交直流混合配电网，分析了该区域在正常和故障情况下的运行控制策略。正常情况下，采用集中-分区的控制层级模式，利用柔性直流的运行特性和微电网控制技术，支撑新能源消纳、重载风险消除等多个场景。故障情况下，基于柔性直流带无源负荷的供电能力分析模型，通过配网主站系统、柔性直流控制系统和保护装置的协同配合，实现配电网故障的快速处置。     

10 kV配电网故障定位的研究和实现

随着对配电网供电可靠性要求的提高,配电网故障点的及时发现显得日渐重要,配电网的故障定位技术对于配电网安全可靠性具有非常重要的意义。本文在基于信号注入法的原理基础上,提出了一种"直流定段,交流定点"的交直流综合定位方法。该方法分两步走,第一步定出故障区域,第二步定出故障点,将直流信号和交流信号注入法相结合,优势互补,通过多次现场实验验证,可以有效地处理10kV配电网中的单相接地故障。本文阐述了交直流混合定位法的原理,并介绍了信号源的注入和信号的检测方法,最后利用现场试验数据和ATP仿真验证此方法的可行性。     

直流配电网继电保护研究综述

正研究直流配电网的故障情况及继电保护有利于促进直流配电网的可靠稳定运行,对城市配电网的建设具有重要意义。概述了国内直流配电网继电保护的研究现状,总结了国内在直流配电网的故障特征、保护原理和保护配置等方面的相应研究,并对直流配电网继电保护技术的研究方向进行展望。     

一种利用故障暂态过程的柔性直流配电网故障测距方法

直流配电网的故障测距技术是保证其安全可靠运行的关键技术,为实现直流配电网保护装置动作后快速准确地确定故障位置,研究其故障测距技术十分必要。在总结现有交流电网以及高压直流输电网中故障测距方法的基础上,提出了一种利用直流侧电容暂态放电过程的柔性直流配电网故障测距的新方法。该方法从直流网络发生短路的暂态过程出发,将短路故障的暂态过程分段,提取其中电容放电的暂态过程来进行故障测距。首先在PSCAD/EMTDC中搭建了双端柔性直流配电网的拓扑模型;其次利用MATLAB对文中提出的故障测距算法进行仿真,验证其可行性和有效性;最后,提出对直流配电网故障测距算法评价的3个指标,并从此指标入手,将所提方法与其他适用于直流配电网的故障测距方法进行对比验证。