含分布式电源配电网的故障定位

为解决含分布式电源配电网的故障定位问题,对分布式电源的故障电流特性和含分布式电源配电网的短路电流进行了分析,探讨了根据故障电流信息和传统故障定位规则,对含分布式电源配电网进行故障定位的可行性分析.文中提出一种针对架空配电网且根据故障电流信息的改进故障定位策略,利用重合闸与分布式电源脱网的配合,解决含分布式电源架空配电网故障定位难题.研究结果表明:对于分布式电源接入母线的情形,可以根据故障电流信息,依靠传统的故障定位规则进行故障定位;在适当限制分布式电源接入馈线容量比例的条件下,对电缆配电网和供电距离较短的架空配电网,根据故障电流信息采用传统故障定位规则基本上都能正确进行故障定位,而对于供电距离较长、接纳电机类分布式电源容量偏高的架空配电网,需采用根据故障电流信息的改进故障定位策略.     

分布式电源接入对配电网故障定位及电压质量的影响分析

为了解决分布式电源(distributed generation,DG)接入情况下对配电网故障定位及电压质量的影响,分析了各种类型分布式电源对短路电流的影响,得出了依靠故障电流分布进行故障定位的传统配电自动化系统的适应范围,提出了一种利用重合闸与分布式电源脱网特性协调配合的改进故障处理策略,以应对更大规模分布式电源接入的挑战。分析了分布式电源接入配电网后对电压偏差和电压波动的影响,提出了一种获得不必进行控制就能满足电压质量要求的判断条件,对于不符合该判断条件的分布式电源可以通过配电自动化系统进行监控以满足电压质量的要求。实例表明所建议的方法是可行的。     

分布式光伏电源对配电网短路电流影响的仿真分析

为应对分布式光伏电源接入配电网的挑战,从分布式光伏并网逆变器的电路拓扑和控制策略出发,仿真分析了并网逆变器在配电网发生三相相间短路故障、两相相间短路故障以及分布式光伏电源不同出力时输出电流的变化特性,同时仿真分析了逆变器自身绝缘栅双极型晶体管(insulatedgate bipolar transistor,IGBT)器件开路、交流侧单相断线故障时输出电流的变化特性,得出无论配电网发生三相或两相短路,由光伏供出的短路电流都不超过其额定电流的1.5倍的结论,并对逆变器自身故障的保护提出了要求。     

分布式光伏电源对配电网短路电流影响的仿真分析

为应对分布式光伏电源接入配电网的挑战,从分布式光伏并网逆变器的电路拓扑和控制策略出发,仿真分析了并网逆变器在配电网发生三相相间短路故障、两相相间短路故障以及分布式光伏电源不同出力时输出电流的变化特性,同时仿真分析了逆变器自身绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)器件开路、交流侧单相断线故障时输出电流的变化特性,得出无论配电网发生三相或两相短路,由光伏供出的短路电流都不超过其额定电流的1.5倍的结论,并对逆变器自身故障的保护提出了要求。     

基于配电网原故障定位方案的分布式电源准入容量研究

为解决由于分布式电源(distributed generation,DG)接入而导致的传统配电网故障区段定位方案不再适用的问题,提出一种通过限制DG接入容量,保证传统故障区段定位方案可用的方法。首先简述了传统故障区段定位方案以及DG故障电流的计算方法;然后分析了DG接入对传统配电网故障区段定位方案的影响,提出了保证原有故障区段定位方案适用时,系统电源提供的最小短路电流与DG提供的最大反向短路电流应满足的要求,因为两者均与DG的接入容量相关,所以上述要求相当于对DG的最大接入容量作出限制。算例表明,限制DG的接入容量,基于短路计算可设置合理的开关定值来区分系统电源提供的最小短路电流及DG提供的最大反向短路电流,保证传统的故障区段定位方案可用。与其他开关定值设置方法的对比表明,直接基于短路电流计算,会提高DG的接入容量或者馈线的供电长度。     

新能源并网对配电系统继电保护影响分析

以光伏电源接入配电网为研究对象,通过等效思想理论分析光伏电源并网对配电系统继电保护影响,在Matlab/Simulink中建立了光伏并网系统及配电网模型,仿真结果表明,系统电源侧及光伏电源所在馈线上游发生短路故障对配电网继电保护装置无影响;所在馈线下游发生短路故障使得上游短路电流减小,导致继电保护拒动作,下游短路电流增大,导致继电保护误动作;相邻馈线发生短路故障对该馈线继电保护无影响,使光伏电源所在馈线上游短路电流增大,导致继电保护误动作,验证了理论分析的准确性。     

光伏电源接入配电网对馈线继电保护的影响

光伏电源作为分布式电源的一种,逐渐成为重要的电力电源形式。大规模的光伏并网电站(Photovoltaic或PV)接入配电网后,单端供电配电网络变成双端甚至多端网络,使得配电网中的潮流分布发生根本变化,从而发生短路故障时可能引起保护误动或拒动。本文以PV电源通过10kV馈线接入配电网为例,利用短路电流计算公式计算短路电流大小,分析了对馈线电流保护以及重合闸等继电保护所带来的影响。指出对馈线继电保护的影响程度与PV电源容量大小和位置等相关。     

基于暂态零序电流的含光伏电源配电网单相故障定位方法

针对分布式光伏电源接入配电网使得传统配电网继电保护存在可靠性、灵敏性降低的问题,提出了一种考虑母线多分支情况下应用偏度系数来衡量暂态零序电流极性的分布式故障定位方法。分析了分布式电源接入的配电网发生单相接地故障时零序电流的分布特征,发现故障时刻故障区段两端暂态零序电流极性相同,非故障区段两端暂态零序电流极性相反,引入偏度系数来衡量暂态零序电流的极性,实现分布式故障定位。仿真结果表明,该方法能够适用于含分布式光伏电源配电网的故障定位,且在不同的故障条件下具有较强的适用性。     

基于光伏自适应注入量的配电网单相接地故障保护方法

随着配电网中分布式光伏发电渗透率不断升高,配电网单相接地故障对设备和人身安全以及电网稳定的影响日趋严峻。但是,由于光伏短路电流受限、故障行为受控、输出特性耦合造成配电网故障过程具有多态性,可能使得中性点小电流接地配电网单相故障选线准确度进一步降低。文中提出了基于光伏自适应注入附加特征信号的配电网单相接地故障保护方法。兼顾光伏低电压穿越要求、故障识别需求和设备安全,提出了光伏自适应特征频率电流注入策略,解析了配电网中特征频率电流的分布,分析了馈线的特征频率电流的幅值特征和相位特征,提出了基于特征频率电流特征的配电网单相接地故障选线保护方法。算例表明,所提出的方法能够准确实现不同故障位置,以及不同过渡电阻下含光伏配电网单相接地故障的故障选线。     

主动配电网智能分布式馈线自动化故障定位方法

随着分布式电源的高渗透率接入,配电网的结构由传统的辐射型变成了一个多端电源结构。受分布式电源注入短路电流的影响,传统的基于过流保护的配电网故障定位方案可能失效。通过研究主动配电网故障电流的特性,得出了电流相位差与故障位置的关系,提出了一种新型的主动配电网分布式馈线自动化(feeder automation,FA)故障定位方法,各终端根据自身和相邻设备的故障过流信息及故障电流相位进行分布式计算,共同实现主动配电网的故障定位。该方法适用于多电源、多分支、多联络的复杂主动配电网,且不依赖于电压信息,各终端采用分布式决策,故障定位准确。最后利用DIg SILENT仿真与工程实例验证了本文所提故障定位方法的可行性与有效性。     

含光伏电源的配电网故障定位策略研究

基于监测电压暂降的配电网故障定位逐渐成为研究热点,同时随着智能配电网的发展,光伏电源越来越多的接入配电网。光伏电源的接入使传统的辐射型配电网的网络结构发生变化,且光伏电源的故障电流特性与同步发电机不同,使得基于电压暂降的配电网故障定位方法运用于含光伏电源的配电网时会产生较大误差。为了解决含光伏电源配电网的故障定位问题,基于低电压穿越控制策略针对光伏电源的短路电流特性进行了分析,然后介绍了含光伏电源的配电网故障电流的求解算法。通过遍历搜索候选母线,确定使得电气故障后故障电压实测值与理论计算值最为吻合的母线和故障类型,从而确定故障最邻近的母线。基于对IEEE34节点配电系统改造后的算例进行计算仿真,验证了文章方法应用于含光伏电源配电网定位的正确性和有效性。     

基于综合特征矩阵的配电网故障判别方法

配电网短路故障类型的快速识别是保证故障精准可靠切除的基础。提出了一种基于综合特征矩阵的配电网故障判别方法,该方法综合考虑长距离输电、非线性负载投切、数据量残缺、噪声和高阻抗接地等情况下的配电网短路故障类型识别的难点,基于Hilbert变换得到的电压均方根（RMS）值、离散傅立叶变换得到的电压谐波信息及Hilbert-Huang变换得到的电压突变信息构造特征值进行故障类型判别。通过搭建含3条馈线的10 kV辐射配电网络Simulink仿真测试系统,对所提的综合特征矩阵方法进行了验证,并与经典故障检测方法进行了对比分析,论证了所提方法的精度优势。     

基于故障分量原理的配电网高阻接地故障检测方法

配电网中发生高阻接地故障时,短路电流小于传统过流保护的阈值,无法被常规保护装置检测和清除。若不及时消除短路电路,极易演化成严重故障。针对该问题,文中首先分析发生高阻接地故障时配电网的故障分量特征和基于母线处的正序电压故障分量与其相连接的各馈线正序电流故障分量的相位差特征,给出适用于配电网高阻接地故障检测的故障判据。然后,为解决配高阻接地故障检测过程中系统不平衡引起的一系列问题,制定了相应的故障检测启动判据。基于该故障检测判据和启动判据,制定基于故障分量原理的配电网高阻接地故障检测方法。最后,在PSCAD/EMTDC仿真软件中建立含架空线路的中压配电网模型,仿真结果验证了所提高阻接地故障检测方法的正确性。     

一种基于HHT的光伏并网发电系统保护方法

当光伏发电系统所连电网发生短路故障时,光伏电源的故障电流会发生暂态突变,但由于逆变器控制电路的保护作用,短路电流的幅值较小,因而传统的保护方法对光伏并网发电系统不一定适用。为寻求适合光伏并网发电系统的保护方法,建立了基于PSCAD/EMTDC的光伏并网发电系统仿真模型,对其短路电流的特性进行了仿真分析,利用希尔伯特-黄变换(HHT)对故障电流的波形进行分解,提出一种基于HHT的光伏并网发电系统保护方法,并进行了算例分析。结果表明,在含有光伏发电的电网发生短路故障时,该保护方法具有一定的有效性和可行性。     

新能源电源接入不平衡配电网的短路计算方法

当新能源机组接入三相不平衡的配电网后,由于配电网不平衡元件在正、负、零序条件下难以解耦,将使得以传统对称分量法为基础的电网短路电流存在难以准确计算等问题,需要以相分量故障分析方法为基础进行计算。同时,新能源电源在电网故障条件下将进行低电压穿越运行,受其接入方式、低电压穿越控制策略及机组Crowbar保护等因素的影响,其短路电流特性将不同于传统同步电机,需要建立不同类型的新能源电源短路计算相分量模型。因此,文中首先根据不同类型新能源机组的低电压穿越控制策略综合分析了现有新能源电源等值计算模型,并建立了相应的短路计算相分量模型,然后基于传统相分量故障分析法,根据故障条件建立故障后的相分量导纳矩阵和电压方程,进而提出了含不同类型新能源接入不平衡配电网的短路计算方法。最后,通过仿真案例对所提方法的有效性进行验证。     

计及LVRT光伏电站并网下方向元件动作区域计算

针对低电压穿越控制策略下的并网光伏电站会影响配电网传统方向元件的动作区域,提出适用于光伏电站并网的配电网系统方向元件动作区域计算方法。以故障时光伏电站输出特征为前提,对线路不同位置与不同故障类型下保护处正序电压与正序电流的相角关系进行分析,提出基于正序故障电流和正序故障电压相角差的方向元件动作区域。基于PSCAD搭建典型含光伏电站配电网模型,对各种故障类型及故障位置进行仿真验证,结果表明所提方法能有效判断故障方向,且不受故障类型与故障位置的影响。     

基于BP神经网络的光伏阵列故障诊断研究

光伏阵列多安装在较恶劣的室外环境中,因此在运行过程中常会发生故障。为辨别光伏阵列故障类型,提出了基于L-M算法的BP神经网络的故障诊断方法。在深入分析不同故障状态下光伏阵列输出量变化规律的基础上,确定了故障诊断模型的输入变量。本方法无需额外的设备支持,具有简便、成本低的优点;可以在线实时地进行故障诊断。仿真和初步实验结果验证了基于BP神经网络的故障诊断方法可以有效地检测出光伏阵列短路、断路、异常老化及局部阴影等四种故障。     

计及分布式光伏发电低电压穿越能力的主动配电网保护方法

针对高渗透率分布式光伏发电并网造成主动配电网原有保护无法适应的问题,提出计及分布式光伏发电低电压穿越能力的主动配电网保护方法。根据分布式光伏发电低电压穿越控制策略对其故障特性的影响,定性分析了光伏发电故障电流与并网点电压的相位关系,推导主动配电网各馈线电流正序故障分量特征,结合电压信息,提出基于母线故障前电压正序分量与各馈线正序电流故障分量相位比较的保护方法。最后利用PSCAD建立主动配电网系统模型,对所提方法进行仿真算例分析,结果表明该方法正确、有效。     

Power Factor Control of Photovoltaic Generation Output for Improving Transient Stability

Because of significant change in environmental policies and electric power deregulation in the last decades, a lot of photovoltaic (PV) generations have so far been installed to the power system in Japan. When a huge amount of PVs generation is installed into the power system, we are very much concerned that the disconnection of the PVs due to a system fault has a big impact on the power system stability and transient voltage stability. So it is important to equip the PV with Fault Ride Through (FRT) function in order to maintain power supply–demand balance. In addition, Dynamic Voltage Support (DVS) function of the PV is effective to recover the voltage after the system fault. However, it is unclear how the PVs which are equipped with the FRT and DVS functions affect transient stability and voltage stability. In this paper, how the power factor of the PV power output affects the power system after a system fault is analyzed using P–δ curve. Then, a new PV power factor control method for improving the transient stability is proposed and its effectiveness is shown by digital simulations on a simple power system model.     

基于配电自动化系统的单相接地定位

为了更好地进行配电网单相接地定位,提出一种将单相接地定位装置的信息直接上报配电自动化主站进行单相接地定位的方法,论述了利用配电自动化系统主站已有相间短路故障定位判据实现单相接地定位的基本方法,分析和介绍了各种单相接地定位原理的两值性和分化性特征及处理方法以满足主站定位判据的要求,论述了利用来自各个位置的单相接地定位信息之间的相互关联性,以及多种定位原理上报的定位信息的冗余性并采用贝叶斯方法实现容错定位的原理。所提方法无需改变已有配电自动化系统主站,也无需传送波形信息,即能正确实现单相接地定位。结合具体工程实例给出了现场测试和实际应用情况。