基于负序电压分配因子的孤岛检测新原理

提出了一种非破坏性和无盲区的孤岛检测新方法.分析了微网并网及孤岛2种状态下,负序网络的拓扑结构.根据负序网络等效阻抗的变化规律,提出了一种基于负序电压分配因子的孤岛检测方法.在 IEEE Std.1547标准所定义的最恶劣情况下,对该方法进行了仿真验证,结果表明在电压和频率均处于正常范围的情况下,可快速有效地检测出孤岛的发生,且在电网非全相运行的情况下依然能够正确检测出孤岛,同时在伪孤岛发生情况下,也不会出现误判.     

一种新型的微网自适应过流保护方法

微网灵活的运行模式给保护带来了严峻的挑战,对此提出了一种新型的微网自适应过流保护方法。以微网三处典型的故障为案例,从并网和离网角度剖析了微网自适应保护应具备的功能。以此为基础,给出了微网自适应保护方案并阐述了集中式微网保护的主从工作机制;提出了三段式自适应保护的过电流整定算法,设计了故障识别流程;基于分析传统过电流保护时限配合在微网保护中存在的弊端,提出了微网自适应保护在并网和孤岛时的动作时限优化方案,结合案例分析了其优点。理论和案例分析表明,所提自适应保护方法能够快速可靠地识别故障区域,满足微网对保护的要求。     

孤岛微网不平衡负荷下控制策略

在三相孤岛微网系统中,负载的不平衡将会导致负序电流和电压的产生。线路参数的差异会造成各微源之间负序电流的无序分配,低压电网中较大的线路阻抗将会进一步增大微网的不平衡性,进而影响负荷的正常工作。针对这些问题提出了一种基于PR控制器的孤岛微网不平衡负荷下控制策略。该策略通过两相静止坐标系下的正负序独立控制,实现了负序虚拟负阻抗的设计,减小了微源传输阻抗,实现了微源之间负序环流的抑制,并减小了PCC点的电压不平衡度,保证了微源以及微网的正常工作。通过Matlab/Simulink的仿真验证了所提出的控制策略的正确性和有效性。     

实现有限选择性的低压微网区域保护

目前400 V的用户级微网尚无适用的选择性保护,为此结合含分布式电源时该电压等级电网的实际参数与运行特性,提出一种基于故障分量的微网分区保护方法,将微网划分为若干区域,以区域为单元实施保护,避免了对每个微网一次设备配备保护元件的高成本,同时实现了有限的选择性。测量元件采用基于故障突变量的负序方向原理,可以有效识别各种不对称故障。附加的低电压启动辅助判据能排除不平衡负荷以及大容量单相负荷投切对本保护造成的不利影响。基于EMTDC的仿真试验结果验证了本保护方法的有效性。     

基于控保结合的适配孤岛场景单相接地故障的新型距离保护方案

受逆变电源在故障期间控制策略的影响，在孤岛场景下，适用于传统同步机电网中的现有提高距离保护抗过渡电阻能力方案的性能被劣化。该文首先介绍孤岛场景下逆变电源的工作模式和故障期间的传统控制策略，在此基础上，提出一种新型负序电压抑制策略。该控制策略与传统负序电流抑制策略相结合，实现在故障期间新能源场站侧负序支路的开路和储能侧母线端负序支路的短路；进一步，基于复合序网中的负序网络，推导单相接地故障下故障距离的求解方法。基于PSCAD/EMTDC的仿真结果表明，该方案具有较高的故障距离测量精度，可提升距离保护在单相接地故障下的抗过渡电阻能力。     

智能配电网的自适应级联方向闭锁保护方案

针对未来智能配电网提出一种基于通用面向对象变电站事件(GOOSE)的自适应级联方向闭锁保护方案。定义了保护的参考方向整定规则和闭锁方向规则,使保护方案能够根据故障位置自适应改变闭锁方向。利用GOOSE在保护之间交换方向闭锁信号,使得保护之间具有互操作性。新方案具有良好的适应性,能够适应含多微网的闭环或开环运行的配电网,允许配电网工作于孤岛或并网等模式,并能快速切除线路和母线等多种元件故障。在电压互感器断线、断路器失灵以及通信失效等异常情况下,该保护方案仍具有很高可靠性。     

基于工频变化量的序分量距离保护

为了适应孤岛运行低电流值的故障特性,一般分布式电源孤岛运行时的保护方法与并网运行时的不同。但是随着分布式电源投入和切除配电网频率的增加,保护的整定值也必须频繁地在不同保护方法之间转换。所以提出了基于工频变化量的序分量距离保护,以短路故障时负序电压为例,对其电压分布进行分析,得出了负序和零序继电器的动作判据,并在Matlab中搭建负序和零序继电器的仿真模块。通过仿真分析了在并网和孤岛两种情况下,该保护方法在不同故障距离和过渡电阻情况下的动作情况,从而验证了该保护方法在并网和孤岛两种方式下均能够可靠动作。     

关于微网的新型配电系统研究概述与思考

微网是一个自治的小型配电系统,研究微网对缓解世界能源危机和环境污染问题具有重要意义。本文首先介绍了微网的概念及特征,对微网现有的结构分类进行说明,简要介绍并网与孤岛两种运行模式,并从微网的分层控制策略、电能质量、保护等方面进行了总结,最后阐述了基于储能的低压直流微网在未来配电系统形态中的发展趋势,并在直流微网工程实用化方向提出了思考。     

基于负荷电流补偿的负序方向保护改进算法

电力系统非全相运行和非全相运行方式下再发生故障的工况,会对负序方向保护的正确动作造成影响。当电压互感器安装于母线侧,非全相运行时,负序方向元件会误动;而非全相运行方式下再发生正向故障时,负序方向元件能正确识别。针对该问题,提出了一种修正的负序方向保护新方案:加入负荷电流补偿来抵消非全相运行时系统中存在的负序电流,使得非全相运行时,负序方向保护能有效不动作,而非全相运行再发生故障时,负序方向保护能有效识别。PSCAD与MATLAB的仿真结果表明,新的保护方案在输电线路非全相运行各种工况下具有很好的实用性。     

三相并网逆变器有源孤岛检测方法研究

孤岛保护是并网逆变器的必备功能,快速孤岛检测是孤岛保护的关键。根据三相系统含有负序分量的特点,采用有源负序扰动法进行三相并网逆变器的孤岛检测。孤岛发生后,有源扰动导致电压负序分量发生明显变化,因此可以通过提取负序分量幅值判断孤岛的发生。根据IEEE Std.929-2000标准规定的测试电路对有源负序扰动法进行仿真分析。仿真结果验证了提出方案的有效性。     

Regional protection scheme designed for low-voltage micro-grids

No selective protection exists in the low-voltage level micro-grid integrated with DG presently. To deal with this problem, a new type of micro-grid protection scheme based on fault component is put forward. To implement this scheme, the micro-grid is divided into several regions, and each region is regarded as the target of protection. As a result, not only the scope of outage is decreased in accordance with the action of the protection, but the economic requirement of protection arrangement is met. Taking the negative sequence component as the basic characteristic quantity, a variety of asymmetric faults effectively can be identified successfully. Considering the adverse effects of unbalanced load and the switching of large capacity single phase load, a low-voltage supplement criterion is introduced. The effectiveness of this protection scheme is verified with EMTDC based simulation tests.     

微电网继电保护的研究与应用

为了解决分布式电源接入电网产生的随机性及波动性,以及对配电网继电保护和低压配电保护的影响,分析了微电网接入对配电网一次设备的要求,提出基于区域差动保护的配电网保护解决方案以及基于正反方向阻抗的低压配电保护解决方案。通过实际的工程实践证明,区域差动保护很好地解决了微电网接入对常规配电网多电源以及重合闸等保护的影响,正反方向阻抗的低压配电保护很好地解决了分布式电源接入低压配电网带来的影响。     

基于小波变换的微网暂态极性比较保护原理及实现

微电网具有分布式电源运行灵活多变、并网和孤岛方式故障特征差异大的特点,实现满足速动性和选择性要求的微电网保护是微电网技术难点之一。为了实现快速、准确的故障定位和隔离,文中提出了适应并网和孤岛不同运行方式的微网暂态极性比较保护。在研究采用小波变换Mallat算法实现暂态高频信号逐级抽取方法的基础上,依据暂态信号比较提出了微网暂态极性比较保护原理和算法,并重点对微网暂态极性比较保护装置的实现方案进行了设计,最后采用Matlab软件对微网暂态极性比较保护原理进行了仿真验证。     

基于低电压的反时限微网保护方案

针对由逆变型分布式电源组成的微网,在低电压保护的基础上,利用距离保护的一部分思想,提出了低电压反时限微网保护方案。对比传统的保护方案,在不同短路故障情况下,对保护原理和动作特性、保护之间的配合进行了研究,并研究分析含有直接接地的旋转式微源的微网,以及过渡电阻等特殊问题对于低电压反时限保护方案的影响,并提出改进建议。在MATLAB/Simulink环境下建立了含有不同控制方式的分布式电源的微网模型,并在此基础上对保护方案进行仿真验证,仿真结果表明该方案在微网并网和孤岛条件下,均有良好的动作性,而且具有较快的切除故障能力,并有一定程度的抗过渡电阻能力。     

微电网多级保护与控制的实现及优化分析

阐述了微电网多级保护控制系统,并结合微电网试点项目进行了经验总结。通过对微电网结构的分析,研究了微电网系统级、内部支路级、设备级(分布式发电设备、储能设备)控制保护功能在并网状态、离网状态及并离网转换时的协调与配合。通过研究试验数据和试运行数据,验证了微电网多级保护与控制功能达到了预期目标。最后,针对微电网通信、孤岛检测、平滑离网、平滑并网、并离网不同定值保护设置的现状进行分析,探讨微电网进一步优化建设的重点。     

基于IEC61850的微电网过电流集中保护研究

过电流保护是电网采用的一种常规保护技术。为了面对存在不同运行模式的微电网,依赖于通信系统的集中保护研究受到人们的重视。将IEC61850标准扩展到微电网过电流集中保护系统中,首先研究过电流保护的结构和算法。接着,提出微电网通信系统的三层结构,对系统中的智能DG终端和智能继电器终端建立信息模型和信息交换模型,并将信息交换模型映射到特定的通信协议,从而构建了整个基于IEC61850标准的微电网过电流集中保护系统的通信体系。最后,通过模拟简单的微电网应用场景来进一步分析整个系统的信息交换过程。通过分析,基于IEC61850建模后的微电网过电流集中保护系统能实现系统的互操作和无缝集成。     

微电网线路保护方案优化研究

针对微电网在并网和孤岛运行状态下,故障电流差距较大,使得保护识别故障和上下级线路保护之间的选择性配合较为困难。文中考虑传统保护整定配合困难及无法同时满足两种运行模式下的上下级线路选择性或速动性要求,提出了保护采用正序电流识别故障方向和过电流辅助保护的启动条件。其次提出基于通信系统实现线路上下级保护的自适应整定延时和阶梯形的后备延时作为选择性方案。文中通过MATLAB/Simulink环境中构建了典型的辐射型微电网算例,通过典型工况验证了该方案的有效性。     

含分布式电源多点接入的配电网新型纵联保护

为解决因分布式电源接入配电网导致网络拓扑结构改变而引起的依靠传统电源故障特性建立的保护方案容易发生误动和拒动问题,提出一种基于保护安装处电流序分量相位差的新型纵联保护方案。方案定义电流负序分量和正序分量相位差为电流序分量相位差。通过计算保护装置处电流序分量相位差,进而再比较线路两端保护装置处的电流序分量相位差值大小,快速识别区内外故障。方案针对分布式电源多点接入、过渡电阻大小影响,不可测分支存在情况分别进行分析仿真。最后利用Matlab仿真软件对保护方案进行仿真,验证了保护方案的正确性。     

基于负序故障附加网络模型识别的有源配电网保护

目前,大量分布式电源与不可测负荷分支接入配电网,原有保护方案不能满足新型配电网需求。通过分析含不可测负荷分支的有源配电网的不对称故障特点,建立区内、外负序故障附加网络等值模型。分析所得等值模型,提取出被保护线路在区内、外故障下不同的模型表达,以此设计基于模型识别的保护判据,构造一种基于负序故障附加网络模型识别的保护方案。利用PSCAD仿真软件搭建10 kV有源配电网模型,对所提方案进行验证。结果表明所提方案能准确实现故障区域识别。     

微网线路保护综述

含逆变器微源的微网线路故障时,由于逆变器的限流作用,流过逆变器的故障电流被限制在两倍额定电流以内,造成含逆变器微源的微网并、离网模式下故障电流差距较大,使得基于固定值的常规过流保护不适用于微网。基于上述问题,对造成微网线路故障电流不确定性的影响因素作出总结,主要有微网运行方式,DG接入退出、布局容量、控制方式,并对它们的影响作了分析。文中着重综合概括了目前国内外微网线路保护研究热点,并按是否依赖通信及保护原理的实现方法做了划分。最后针对目前微网线路保护存在的问题探讨其可能的发展方向。