含异步机风电场的配电网故障特性及其保护分析

研究了含异步机风电场的配电网发生故障时,风电场提供的短路电流特性。从理论上推导了含风电的配电网故障电流关系式,并结合风电场提供的短路电流特性对其特点进行了分析。以PSCAD为平台,构建了典型含风电的配电网仿真模型,在分析故障电流计算式的基础上,仿真研究了风电场接入位置、风电场容量及故障点对配电网故障电流和对保护的影响。研究表明,风电接入配网将影响配网保护的动作特性;风电场容量、接入位置、故障点不同,对保护的影响也不同。     

风电接入对继电保护的影响综述

对国内外风电接入后对电网继电保护的影响问题进行了综述。分析了不同类型风电机组的故障特征、短路电流特性以及影响风电场短路电流的因素。分别论述了风电接入对送出变压器、送出线路以及配电网继电保护的影响。基于风电接入系统继电保护的性能,总结了风电接入系统继电保护存在的不协调问题及相应的解决方案。建议后续研究应基于风电场的低电压穿越特性加强风电系统故障特性研究,重视风电场自动控制系统和电网继电保护与安全自动装置的配合,研究机组保护与风电场保护、系统保护之间的协调配合,全面解决风电系统继电保护面临的问题。     

双馈风电机组接入对配电网保护的影响及其对策研究

介绍风电场短路电流特性及风电接入后配电网传统保护出现的问题,通过仿真分析了故障位置、风速、无功功率不同时对配电网原有继电保护的不同影响,提出改进自适应电流保护的整定计算方法,并使用实时数字仿真仪(RTDS)和Matlab联合建立仿真模型,仿真结果表明改进的自适应电流保护对含风电的配电网具有良好的保护效果。     

风电场汲流效应对配电网故障电流的影响

首先研究了风电场故障电流特性及其影响因素。然后考虑过渡电阻,推导了风电场接入点上游故障电流与风电场输出电流的数学关系式,分析了风电场对上游故障电流的汲流效应。最后以PSACD/EMTDC为仿真平台,搭建了含风电场的配电网模型,仿真研究了风电场接入配电网对接入点上游故障电流和继电保护的影响。研究表明,由于风电场汲流效应,接入点上游的故障电流会因为风电场的接入而减小,且严重时会导致上游电流保护I段的保护范围减小,II段保护灵敏度减小,容易造成保护的拒动。     

光伏电源接入的配电网短路电流分析及电流保护整定方案

根据光伏电源的输出特性,分析了光伏电源接入后,配电网不同位置发生故障时,流过配电网各保护的短路电流受光伏电源输出功率影响的变化规律。发现光伏电源输出功率小于其额定功率时,配电网短路电流水平可能大于光伏电源输出额定功率时的短路电流水平。因此根据光伏电源输出额定功率时的配电网短路电流水平对配电网电流保护进行整定,可能导致电流速断及限时电流速断保护发生误动作。针对这一问题,提出了适应于光伏电源接入的配电网中电流保护的改进整定方案。仿真算例验证了该方案的有效性。     

大规模风电接入的继电保护问题综述

对国内外大规模风电接入电网的继电保护问题进行了综述.首先分析了不同类型风电机组短路电流的幅值和衰减特征,以及影响风电场短路电流的因素.其次讨论了风电场内集电线路的故障特征和相应的保护策略.然后针对高压输电系统保护对风电接入的适应性,分析了零序保护、重合闸和距离 III 段的性能以及相应对策.最后,建议应当从加强风电机组故障特性研究、组织力量开展保护用风电机组电磁暂态通用模型研究、开发适用于风电场集电线路和网络保护的网络化保护新原理与新技术以及加强风电场与电网在保护和控制方面的协调配合4个方面展开研究工作,解决继电保护面对的问题     

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。     

考虑含光伏接入的配电网故障特性研究

光伏并网系统接入配电网后,将会改变传统配电网的辐射结构,导致配网故障后相关电气量发生改变。针对光伏接入后对配电网故障暂态带来的新问题,通过PSCAD/EMTDC仿真软件,搭建了10 kV含光伏接入的配电网模型,从配电网短路故障位置、渗透率和故障类型3方面分析了光伏接入对配网故障短路电流的影响。仿真结果表明,光伏电源的接入会改变配电网的故障电流暂态特性,并且高渗透率接入时影响愈发显著。     

分布式电源对配电网电流保护的影响

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.本文分析了配电网常用的三段式电流保护工作原理和整定原则,在此基础上分析了分布式电源对配电网电流保护运行影响。通过MATLAB仿真分布式电源并入配电网后在线路后,DG容量发生变化时发生三相短路故障对短路电流保护的影响,仿真结果验证了理论分析的可行性。     

分布式电源接入配电网对反时限过电流保护的影响

考虑分布式电源的接入位置和接入容量,以10 kV配电网为例建立含分布式电源的配电网短路电流计算模型,以定量分析分布式电源接入对配电网反时限过电流保护及对短路电流的影响。分析的结果是分布式电源接入将增大上游保护对下游线路故障的动作时限,且当分布式电源接入容量超出一定容量时将引发反时限保护的拒动。该结论对含分布式电源配电网的反时限过电流保护启动电流的整定、允许分布式电源接入容量的选取提供了理论参考。     

具有低电压穿越能力的风电接入电力系统继电保护的配合

具备低电压穿越能力的风电机组要求在一定的故障条件下不脱网,需要相关继电保护与之配合。详细分析了风电场送出线以外输电系统元件故障、风电场送出线故障、风电场内部电网故障以及风电机组本体故障情况下,输电系统保护以及风电场内部保护应有的配合关系。进一步分析了当前集中式接入风电场的继电保护配置,指出风电机组保护及变流器保护选择性不强,在风电场内部保护或系统保护动作切除故障之前,风电机组已经脱网,而且将风电网等同于单侧电源的配电网,没有考虑风电机组对短路的贡献。最后分析了单风电机组本体保护、风电场主变保护、风电场送出线保护需要进行的改进,以保证低电压穿越能力的发挥,并指出各保护需要注意的问题。     

双馈风电机组短路特性及对保护整定的影响

风电场运行方式多变,对保护整定提出了新的要求.短路特性是保护配置的前提和依据.针对双馈风电机组,讨论了其数学模型和电磁暂态过程;建立了风电场联络线接地故障时,风电场提供的短路电流以及电流保护整定的表达式,对影响风电场故障特性和保护配置的主要因素进行了分析.参照实际风电场运行情况,以PSCAD/EMTDC为平台建立了风电...     

基于双馈风机短路特性的风电场集电线路继电保护整定方法研究

目前的定值整定工作中往往将风电场作为负荷或常规电源进行分析计算,已经导致了多起事故,因此深入研究风电场的故障特征以及对系统继电保护的影响显得非常重要。首先,在双馈风机短路等值参数模型的基础上,研究了风机短路特性对集电线路保护的影响和集电线路继电保护整定值整定方法。其次,充分考虑了风机短路故障电流的影响,并提出了一套完整的集电线路系统继电保护定值整定方法。该方法分析了三相短路和两相短路的短路电流,提出了集电线路相间过电流保护和汇集线接地故障的零序电流保护的整定原则和计算过程。该策略避免了风机发生故障时产生的过电流对下游集电线路继电保护装置造成冲击和误动,目前已经在实际风电场得到了应用,验证了该方法的有效性。     

考虑风电机组馈入电流的风电场汇集线路保护整定计算方法

现行风电场馈线电流保护的整定计算,按照馈线末端有灵敏性整定,当弱电网接入且馈线较长时将造成高灵敏度和低选择性,存在保护误动风险。首先分析了低电压穿越对风电机组短路电流的影响,研究了影响风电机组短路电流的主要因素。然后介绍了风电场典型的保护配置,将风电场场内进行了保护区域划分,研究了馈线电流保护的保护配置规则。接着分析了风电场馈线电流保护的误动风险,以及馈线首端风电机组故障和相邻馈线首端故障时馈线电流保护误动产生的原因。基于上述理论分析,提出了考虑风电机组馈入电流的保护整定计算二次验证法,并给出了计算实例。     

Impact Analyses of Wind Farm on Performances ofTransmission Line Relay Protection

A simulation system for power grid with concentrated large-scale wind farm integration is established based on the electro-magnetic transient model of wind turbine equipped with doubly-fed induction generator (DFIG),which is built by real-time digital simulator (RTDS).Using the hardware communication interface of RTDS,a closed-loop testing experiment is accomplished to study the impacts of large-scale wind farms on the existing relay protection devices for wind farm outgoing transmission line.This paper points out problems existing in current relay protection devices as follows:fault phase selector can select unwanted phase due to the changes of fault features caused by special network connection of wind farms;blocking condition for distance protections needs to be re-examined due to the weak power-feed characteristics of wind farms;and power frequency parameter based relay protection devices cannot accurately operate due to the special transient voltage and current characteristics of wind farms during fault period.Results lay the foundation for improving the performances of the existing relay protection device and developing new principle relay protection.     

风电场故障特性仿真研究

在DIgSILENT/Power Factory中构建了含风电场的电力系统仿真模型,对由恒速异步风电机组和双馈异步风电机组构成的风电场的故障特性及其影响因素进行了仿真研究,对比分析了不同类型的风电机组与相同容量的同步机组的故障特性的异同。仿真和分析结果表明：不同类型的风电场在系统故障时提供的短路电流不同,并远小于相同容量的同步机组所提供的短路电流,因此可以在短路电流过大的地点建设相同容量的风电场而不是传统的火电厂;在含风电场的配电网中,要考虑风电场对继电保护的影响,在风电接入系统的可研阶段不能简单将风电场视为相同容量的同步机组进行研究。     

风电场接入系统继电保护配置方案研究

针对目前风电场接入系统的继电保护设计方案中普遍将风电场作为负荷端的问题,首先介绍风力发电机自身配置的多种保护,根据风电场人工短路试验数据及风电场送出线路实际故障数据。结合国内外学者对风力发电机研究的理论成果,分析了风电场接人系统后对电网继电保护产生的影响,提出了风电场接人系统升压变电站、送出线路的继电保护配置方案。     

海上风电场故障特性及保护配合的研究

一般海上风电场所选用设备和线路与陆上风电场有所不同,有必要对海上风电场的继电保护配置进行专门研究。利用ETAP仿真软件对风电场内元件及送出线故障时各元件的短路电流和机端电压跌落情况进行分析,并研究海上风电场本身特征和故障特性。在多个风电场并网时,风机会提供不容忽视的短路电流,短路点成为双侧电源供电。为此,考虑其特性及风机低电压穿越能力,提出海上风电场各元件和线路的保护配置方案及其整定原则。并对ETAP软件上搭建的某海上风电场模型进行保护及动作时序配合的仿真,验证了所提保护配置方案及动作时序的正确性和合理性。