含有逆变器的微网保护方法的研究

微网故障检测与保护的研究是配电网领域的热点问题。文中首先分析了微网保护面临的主要问题,然后提出了一种新的对含有逆变器分布式电源的微网内部故障的保护方法:实时计算分布式电源等效工频阻抗幅值的变化情况来识别微网内部线路故障;利用不平衡电流来识别微网内部负荷故障;最后基于PSACD/EMTDC搭建的仿真模型验证了新方法的正确性。     

微网的有限广域一体化保护

相当规模的分布式电源渗透到配电网形成微网后,深刻地改变了原保护配置的机理.结合微网运行结构和特点,在微网继电保护中引入广域保护理念,提出了一种有限广域一体化的微网保护方案.该方案将多分布式电源以闭式环网的接线方式组成一个有限区域,并选取一个集中决策中心,根据故障分量幅值大小以及与负荷电流相位关系实现故障排查与定位.利用差动判据区内故障动作灵敏性与区外故障制动可靠性的特点,提出一种改进的新跳闸判据,实现故障隔离.最后,通过数字仿真,验证了保护方案的正确性与可行性.     

基于Petri网的含DG配电网区域故障定位新方法

针对含DG配电网区域保护中故障定位存在矩阵运算计算量大、耗时长等不足问题,提出了一种基于Petri网区域保护的故障定位新方法。在非故障时段,利用SCADA系统所汇集FTU的信息,在故障前更新网络拓扑,减小了定位耗时;当故障发生时,根据保护采集的故障信息,通过对PN模型中位置的不同定义,将故障定位问题转换为对锁定单一AFTU的Petri网求解问题,避免了不断修改矩阵参数;通过分层2次定位,减小了单次定位矩阵运算维度,进一步提高区域保护的速动性。通过详细的分析和仿真验证,结果表明:该方法有效提高了区域保护的通用性、简易性、快速性和准确性,具有高的实用价值。     

考虑多DG接入的配电网区域保护新方案

分布式电源(DG)的接入改变了传统配电网的拓扑结构,网络中潮流方向及短路电流会随着DG出力及负荷情况实时变化,这都给现有配电网的三段式电流保护带来了严重影响。随着DG的大量接入及渗透率的提高,依靠单点故障信息的保护算法很难同时满足继电保护四性的要求。提出一种基于通信技术的区域保护新方案,对配电网进行区域划分,通过一次和二次两步定位确定故障区域实现保护。利用故障时变电所母线处Bus-IED(智能电子装置)及馈线上A类IED的故障电流正序分量信息完成一次定位;利用相应开关动作后A类IED或B类IED处的电流突变量信息实现二次定位。所提方案自适应区域划分算法简单,占用存储空间小,实现方便,直观性好。故障定位所需信息量小,可靠性高,适应性强。最后通过PSCAD/EMTDC仿真,验证了方案的正确性。     

含微网的智能配电网故障自愈技术的研究

配电网是整个电力系统与用户相连的网络,其故障将直接影响人们的日常生活和经济活动。因此,利用先进的传感测量与仿真分析技术,对电网的运行状态进行连续的在线监视与诊断,及时发现事故隐患并快速调整、消除事故隐患是分布式智能配电网安全运行的重要保障。研究了微网支持下的可自愈智能配网故障及自愈过程,提出了一种常用的自愈控制的框架体系。并在此基础上,提出了利用多Agent技术对配电网故障进行检测的方法。通过仿真表明,该方法可以方便、明确地确定出故障的位置,进而在不影响其他设备正常运行的情况下,快速、灵敏、有选择性地将故障设备可靠地切除。     

微网孤岛运行时短路故障检测的仿真研究

利用Matlab/simulink对含分布式电源的微网进行建模与仿真,对微网由孤岛切换至并网运行方式下的运行工况进行仿真实验,仿真结果验证了所构建的微网仿真模型的有效性.在该仿真模型的基础上加入三相故障模块模拟微网孤岛运行时发生短路故障,选取db小波检测短路故障发生后的电压信号,仿真结果表明db小波能够准确地检测短路故障信号的奇异点,为下一步改善微网电能质量提供有力依据.     

中低压微网系统动态时域仿真与分析

暂态仿真和稳定性仿真在传统电力系统分析时几乎很少同时用于解决同一问题,而在微网以及含分布式电源的配电网中二者的应用出现了交集,如何合理地选择这两种仿真方法成为了亟待解决的问题。为此,详细阐述了暂态仿真和稳定性仿真的一致性和差异性,对微网中各种分布式电源和储能系统进行建模,采用Matlab/Sim Power Systems作为暂态仿真工具,DIg SILENT作为稳定性仿真工具,在统一的微网算例上进行了大量的仿真测试。通过对仿真结果的比较分析,说明了二者的一致性和差异性,同时也给出了其各自的适用范围,对于理解微网内部的各种动态过程和选择合理的仿真方法具有一定的指导意义。     

基于分布式发电的微网系统建模研究

分布式电源的应用给电能质量带来这样或那样的问题,集成分布式电源和负荷的＂微网＂技术提供了较好的解决途径。对微网的概念和研究现状作了概括和分析,在此基础上针对微网系统中不同类型的分布式能源提出合理的建模方案,并对微网系统建模的未来研究方向进行了探讨。     

储能技术在微网和分布式发电中的应用

介绍了微网中主要分布式电源技术及特点,分析了风电并网和太阳能光伏发电并网对电网带来的稳定性问题、低电压穿越问题和电能质量问题,阐述了储能技术在这些问题中的应用,最后给出了储能技术的发展需求。     

基于IED的微网关联区域保护研究

为克服微网中保护整定困难、选择性不足等带来的问题,提出了基于智能电子设备的微网关联区域保护的方法。根据微网的5种区域划分思想,提出了区域属性的概念,并采用IED将微网5种区域划分得更为明确,制定了各种区域对应的故障判定原理及方法,利用分布式决策保护策略,确定了微网关联区域保护方案及IED保护流程,并通过PSCAD/EMTDC仿真结果验证了本保护的有效性。     

基于本地信息的有限选择性直流微电网保护方案

为兼顾直流保护的经济性和选择性,提出一种面向双端直流微电网的有限选择性直流保护方案。首先划分保护区域,分析直流短路故障下的突变电流方向和变化率特征。继而利用区域出口线路的电流突变量信息和有限数目直流断路器的延时配合,形成二级级差式保护方案。待故障电流降至为零,分布式电源有序重启,基于本地电流或电压信息完成“握手式”的健全区域供电恢复。Pscad仿真结果表明,所提保护方案能够摆脱对远程通信的依赖,实现对故障区域的快速辨识和有效隔离。     

基于故障分量的孤岛微电网保护

微电网孤岛运行时的故障特性与并网情况有所区别,且与微电源的控制策略紧密联系,因而需要对孤岛微电网的保护进行具体的研究。根据U/f控制及PQ控制微电源在故障穿越下的故障模型,分析了不同故障类型时的输出电流特性,并对微电网中不同线路故障时各母线及馈线的相位特征进行分析,提出利用母线正序电压故障分量和各馈线正序电流故障分量的相位特征实现故障定位的孤岛微电网保护方案。最后,在PSCAD/EMTDC中建立了仿真模型,结果验证了该保护原理的正确性。     

基于Multi-Agent技术的微网分区保护的研究

大量且不同类型的分布式电源渗透到配电网形成微网后,极大地改变了配电网传统保护配置机理。考虑到微网自身结构以及对配电网保护产生的影响,在微网保护设计中引入Multi-Agent技术理念,提出了一种基于Multi-Agent的微网分区保护方案。该方案将微网划分为若干区域,通过获取区域内阻抗元件和功率变化量方向元件锁定故障区域,运用各Agent之间的分布式处理和协作能力实现微网保护。与传统段式保护相比,该保护方案在保护配合和整体性能方面更具有灵活性和可靠性。     

基于自适应电流保护协同因子的区域后备保护算法

提出一种基于自适应电流保护协同因子的区域后备保护算法,首先将自适应电流保护动作值对故障判断的影响力定义为自适应电流保护效用度,并将其作为权重构建自适应电流保护协同度函数和协同度期望函数,再将自适应电流保护协同度函数与协同度期望函数的比值定义为自适应电流保护协同因子,然后通过自适应电流保护协同因子识别故障线路。算法引入了自适应电流保护判据结果,使该区域后备保护算法的信息源更加可靠,并能应对故障类型的变化。该算法对系统信息同步的要求较低,同时,在保护动作信息高位数缺失或错误的情况下,利用该算法仍能对故障进行准确判断。最后,通过天津某配电网以及IEEE 33节点系统实时数字仿真(RTDS)对该算法进行了验证。     

基于故障分量综合阻抗的母线保护新原理

提出了基于故障分量综合阻抗的母线保护新原理.利用故障时母线上故障分量电压相量与母线上各支路故障分量电流相量和的比值,来判断母线的内、外部故障.在外部发生故障时,该比值反映母线的容抗,其模值很大;内部故障时,该比值反映母线上各支路阻抗的并联,其模值相对较小,据此可以区分内部、外部故障.新原理判据灵敏度高,具有一定的抗电流互感器饱和能力,简单、易整定,而且对于3/2断路器接线的母线内部故障时有电流流出的情况也具有较高的灵敏性和可靠性.EMTP仿真验证了新原理的有效性和可行性.     

基于故障分量的微电网保护适用性

微电网具有潮流双向流动、并网孤岛运行时故障电流差别大以及拓扑结构灵活多变的特点,给微电网的保护带来了很大的挑战。基于故障分量原理的保护相较于其余的保护方法具有明显的优势,但微电网中的大多数微电源经逆变器接入电网,其故障特性主要受控制策略影响,不同于传统的同步发电机,现有的故障分量分析方法已不再适用。因此,分析故障分量保护在含逆变型分布式电源(IIDG)的微电网中的适用性十分必要。文中主要针对IIDG在恒功率控制策略下的等效模型,建立含多个IIDG的微电网故障附加网络,比较同一母线上的故障线路与其余馈线的正序电流故障分量,从幅值和相位两个角度对故障分量原理进行了分析,并在PSCAD软件中对微电网模型进行了仿真,验证了分析的正确性。     

基于MAS信息融合的分层式电网区域保护研究

从理论和应用相结合的观点剖析了分层式电网区域保护的实现方法,提出了基于多Agent单元的协同保护方法。对各测量点Agent单元的故障信息进行卡尔曼滤波优化融合,得到故障方向信息,形成故障关联矩阵,根据关联矩阵和判据实现故障判断。理论分析和大量仿真表明：该方法可以有效地定位故障元件。该区域保护可与传统的“点保护”相配合,能有效地解决供电系统中“越级跳闸”的问题。     

基于谐波分量的交流微电网保护策略研究

在以逆变电源为接口的交流微电网中,由于开关器件的过流能力有限,当微电网中发生短路故障时,逆变电源输出的短路电流通常被限制在2倍的额定电流左右,因此,传统基于过电流保护的原理将不再适用于以逆变电源为接口的微电网系统。针对这一问题,提出了一种基于谐波分量的保护策略。该方法不依赖于较大的短路电流就可以有效地保护短路故障,避免了传统过流保护的一些局限性。在实验室搭建由2台10 k VA的逆变电源组成的供电系统实验平台,并进行了相关实验。实验结果验证了所提方法的有效性。     

基于电力电子变压器的低压微电网负荷灵敏度在线辨识

负荷灵敏度在线辨识是一种新的负荷建模方法,在对含有电力电子变压器(power electronic transformer,PET)的低压微电网负荷灵敏度在线辨识方法及应用进行深入研究的基础上,首先建立了AC/DC/AC型PET的数学模型,并给出了PET实现负荷灵敏度在线辨识的基本方法,分析了分布式电源的接入对辨识结果的影响;在此基础上,提出了一种基于PET电压/频率协调控制的微电网柔性负荷控制策略。仿真结果表明,在线辨识方法可以实时获得负荷模型参数,依据所获负荷模型,PET通过跟踪系统柔性减载指令,实现系统柔性控制与管理,为电网柔性负荷控制提供技术支持。