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。     

基于电流暂态量的分布式直流配电网保护方案

低压直流配电网具有故障电流持续时间短、系统运行方式多变、故障电流振荡等特征,对继电保护正确判断和定位故障提出了挑战.文中详细分析了低压直流配电网的故障特征,并据此提出了包含电流方向比对法、方向预测法、极值比较法的直流网络化保护方案.采用所提方案的保护单元在直流配电网故障发生后,可以对故障区域进行快速定位,完成故障的切除...     

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。     

直流配电网中的线路保护方案研究

故障区段的可靠识别是直流配电网线路保护的难点之一,由此产生相邻线路保护的配合问题,并需防止交流故障后直流保护误动。基于平波电抗器和滤波电抗构成的物理边界的故障区域识别方法,不适用于采用模块化多电平换流器(Modular multilevel converter, MMC)的直流电网。为此,在分析直流线路短路的电气特征后,综合考虑保护配合问题,划分了直流线路保护区域,设计了包含主保护、后备保护在内的直流线路保护方案。为满足选择性要求,直流线路保护采用两端电流方向判断故障位置。最后,搭建光伏直流汇集接入系统及多端直流配电网的仿真模型,验证了该直流线路保护方案的可靠性、选择性和速动性。     

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。     

计及柔性直流装置的交直流配电网保护控制研究

交直流混合配电网可更好地接纳分布式电源和直流负荷,缓解城市电网站点走廊有限与负荷密度高的矛盾,已成为现代城市配电网的一个重要发展趋势。接入柔性环网控制装置后,配网由单端电源供电网络变为多端电源供电网络,其可靠性面临新的挑战。通过对交直流混合配电系统的故障特点进行总结,分析接入柔性直流控制装置后柔直侧及系统侧的保护影响,提出基于时序配合的智能装置协同控制架构。利用柔性电力电子器件的快速响应特性,设计柔性直流控制装置与交流保护控制装置配合的保护控制策略。在GOOSE有向节点及快速通信机制的作用下,运用保护控制协同策略进行故障定位及隔离,有效地增强了含柔性互联装置的交直流混合配电网可靠性,具有工程实用价值。     

柔性中压直流配电网线路加速纵联保护

分布式能源蓬勃发展和城市直流负荷快速增长,进一步夯实柔性直流配电网在城市的重要地位.文中以四端柔性中压直流配电网为研究对象,针对架空线频发的瞬时故障,提出具有速动性工程需求的加速纵联保护方案.该保护方案由启动方案、重合闸后瞬时性故障判别、永久性故障类型和故障区域识别组成.为降低加速保护第1次动作造成的误动,设计启动方案...     

一种基于Prony算法的直流配电网电缆故障定位方法

直流配电网电缆发生短路或接地故障时,直流断路器将故障区间隔离,此时为尽快排除故障恢复供电,需要快速确定故障点的位置。本文根据配电线路特征使用RL简化线路模型分析故障回路,提出在故障区间始端投入一个小型电容用于向故障回路放电,电容、线路和故障点过渡电阻形成一个串联的二阶电路,该二阶电路的特征频率和衰减系数反映了回路参数。利用Prony算法提取电容放电电流的特征频率和衰减系数,可以确定故障回路参数,得到故障距离。为避免线路电感分布不均影响定位精度,本文提出采用双端测量法消去线路电感,利用电阻参数计算故障距离。在Matlab/Simulink工具箱中搭建了仿真模型,仿真结果验证了该方法的有效性。     

民用低压直流供电系统保护综述

节能环保的低压直流供电方式在民用建筑等常规领域具有很大的应用潜能,保护与安全问题的解决是其推广的关键。相较传统交流系统而言,直流系统的保护面临着更多挑战,目前该方面的研究综述鲜见。本文尝试根据国内外已有的文献资料,从民用的角度出发,对低压直流供电系统中涉及电气安全的保护策略、短路电流计算、直流灭弧问题、电容放电问题、电击防护、末端过电流保护和负载保护的特殊要求等方面的研究现状做了一个较为全面的阐述。同时,提出了低压直流供电系统保护需要进一步解决的问题。     

直流配电网关键技术及展望

直流配电网凭借其与分布式发电及储能系统灵活的接入方式,同时降低设备投资、提高用户电能质量和供电可靠性等独有的优势逐渐引起国内外学者的关注。交直流同线馈送方式的提出在现有输电线的基础上通过直流部分的有功功率和交流配电网盈亏调剂,实现全网的功率平衡;专家PID控制为直直变换的控制方法提出了新思路;部分保护设备可与低压配网中广泛应用的传统保护设备整合。同时对现已开展的典型案例进行分析、预测,总结了国内外针对低压直流配电网的研究状况,详尽地说明了直流配电网技术的可行性、技术难题与应用前景。     

基于传感器网络的配电网保护通信技术

配电网设备复杂多样,容易受到自然界的各种干扰,国内配电网的智能化建设刚刚起步,配电网的灾害监控、运行管理、故障诊断存在不足。研究了基于传感器网络的配电网保护通信技术,以实现电网灾害的在线监测与预警。通过支撑多任务的传感器节点阵列布置、网络体系的架构分级,采用图形化、可视化手段,对配电网进行全方位的监测。建立了可视化电网监测数据管理系统,能够针对数据进行检索、统计、计算处理,生成各类二次数据,便于有关人员对电网运行状态和趋势进行分析和决策。     

配电网新型消弧技术综述

随着配电网中电力电子设备和非线性负载增多,单相接地故障电流中除了基波容性电流外,还包含大量有功分量和谐波分量,传统消弧线圈无法补偿有功分量和谐波分量,导致故障点残流增大,影响故障电弧的自行熄灭,难以满足系统可靠性和安全性需求。阐述了有源电压消弧、无源电压消弧和有源电流消弧等新型消弧技术的原理、技术特点以及技术关键点,探讨了新型消弧技术综合控制思路,为后续技术研究以及装置推广应用提供参考。     

直流配电网能量优化控制技术综述

随着化石能源的日益枯竭,风电、光伏发电等可再生能源、储能系统、电动汽车等新技术逐渐得到人们的重视。但它们在并网时会产生不可避免的换流损耗,而直流配电网在降低新能源换流成本、提高其能量利用率等方面具有较为明显的优势,且通过对换流器运行指令的合理有效设计,可以实现直流配电网的安全、经济、高效运行。文中首先介绍了直流配电网的特点与优势,并对其系统结构进行了简要说明;然后对直流配电网能量优化管理技术以及基于优化指令的换流接口协调控制技术的最新研究进展进行了综述;最后讨论了仍有待进一步改进和完善的相关研究方向。     

基于多代理技术的直流配电网电压控制方法

提出了一种智能多代理电压控制方法以应对高分布式电源渗透率给直流配电系统电压调节带来的挑战。所提控制方法分为2层,在第1层中,将与交流/直流(AC/DC)转换器相接供电节点设置为中枢点,通过调节该节点电压来把系统电压控制在规定的范围内。在第2层调节方案中,通过优化系统中所接分布式电源的有功出力来控制直流配电系统电压。算例验证了所提电压控制方法的有效性和经济性。     

基于RT-LAB的柔性直流配电保护系统的硬件在环测试

基于PSCAD/EMTDC等纯数字仿真软件对柔性直流配电保护系统进行的研究不能真实模拟保护装置的响应特性、也不便于保护方案的开发和扩展。鉴于此,通过实时数字仿真器RT-LAB以及保护装置的无缝连接,在国内首次搭建出基于深圳典型四端柔性直流配电网的硬件在环测试平台。该平台采用独有的e HS技术解决了实时模拟高频直流变压器的难题,可显著提升测试的时效性和实用性,具有较高的置信度。利用该平台对柔性直流配电网的三种典型故障进行了硬件在环故障测试,验证了所配置保护策略的性能。结果表明:所配置的保护方案功能全、性能好,在故障时动作准确可靠,无死区;实验结果可以直接应用到一次动模实验中,可为柔性直流配电工程的建设研究提供参考。     

采用柔性直流技术的智能配电网接入交流电网方式

基于柔性直流技术的智能配电网与交流电网的连接方式是系统设计的基础,也是直流配电中的关键技术之一,为此针对±10kV基于柔性直流技术的智能配电网接入交流电网的方式开展了理论和仿真分析。首先从理论上简要分析了其与10kV交流配电网之间可能的连接方式及各种连接方式下交直流系统故障之间的相互影响。然后在电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC中建立不同连接方式下的仿真模型并开展典型故障下的仿真计算,从过电压和过电流的角度分析交直流系统故障间的相互影响。最后,从系统运行可靠性和经济性的角度提出基于柔性直流技术的智能配电系统与交流电网之间推荐的连接方式,即直流配电系统通过联接变压器与交流电网连接。