双馈风电场联络线不对称接地故障测距方法研究

受并网方式、运行控制策略等因素的影响,双馈风电场联络线发生不对称接地故障时表现出独特的序阻抗特性,传统故障测距方法难以适用于风电场联络线故障测距。研究双馈风电场整体等值阻抗特性,对风电场联络线故障电流特性和风电场侧的等值序阻抗特性进行仿真分析;基于双馈风电场侧零序等值阻抗的稳定性,提出一种基于系统零序网络的双端测距方法。仿真结果表明:该方法不受过渡电阻和双馈风电场运行方式的影响,适用于各种不对称接地故障,测距精度高。该距离保护方案的整体性能明显优于传统距离保护方案,可较好地满足工程应用要求。     

P/Q控制策略下的分布式电源自适应距离整定新方法

采用P/Q控制策略的分布式电源(DG)的故障电流特性与传统发电机不一致,将会导致原有配电网距离保护不能有效满足继电保护的要求。针对该问题,分析了分布式电源接入时配网故障电流与距离保护测量阻抗的相关特性,并结合P/Q控制策略下DG的故障电流特性研究了配电网单相接地自适应距离保护整定方法,解决了原有配电网距离保护不能有效动作的问题。通过对单相接地故障进行模拟仿真,证明了该整定方法的有效性,对实际应用具有一定参考价值。     

逆变型分布式电源接入配电网的电流纵联保护研究

针对逆变型分布式电源（IIDG）接入的配电网,首先在新的并网规程下,分析了IIDG的故障特性,提出了故障等值模型;然后根据IIDG接入配电网故障时,线路两端故障电流的比值分布情况,指出现有电流纵联保护方案不能准确区分区内外故障与高投资的缺陷,提出一种主保护结合辅助保护的电流纵联保护新方案,辅助保护只需要在主保护不能正确区分区内外故障的情况下进行配置,减少了投资。最后,通过标准的IEEE 33节点线路进行仿真,验证了该方案的可行性,为大量IIDG接入配电网后的保护提供可靠的保障。     

双馈风电场送出变保护动作特性仿真分析

作为双馈风机实现低电压穿越的重要措施,Crowbar保护的投入会导致短路电流频率发生偏移.而目前双馈风电场送出变仍使用常规变压器保护,风电场短路电流的频偏特性会导致基于工频量的传统变压器保护动作性能受到影响.选取全电流差动、故障分量电流差动和复合电压启动过流三种保护作为研究对象,在Matlab/Simulink中建立带Crowbar保护的双馈风电场送出系统和保护仿真模型,分析三相、两相以及匝间短路故障下,风电场短路电流频率偏移对三种保护的动作性能影响.仿真结果表明:全电流差动保护和故障分量电流差动保护电流差动元件和二次谐波制动元件均受到频率偏移的影响,导致动作时间延迟,而复合电压启动过流保护不能准确动作.     

含分布式电源的配电网保护方案对比及应用分析

含分布式电源(Distributed Generation,DG)的配电网线路发生故障时,DG的注入电流可能会影响流过保护装置的短路电流,使传统3段式电流保护发生拒动或者误动.针对此问题,提出3种含DG配电网的保护方案.详细对比了3种保护方案的适用范围及其优缺点,并应用到实际配电系统算例中进行仿真分析,结果验证了所提保护方案的有效性和合理性.在设计保护方案时,需要从配电网结构、DG接入情况、故障类型等多个方面进行评估,选择适应具体条件的最优保护方案,确保配电系统的安全可靠运行.     

感应发电机接入配电网的不对称短路电流峰值评估

短路电流计算是分布式发电接入配电网规划和保护的基础. 研究了感应发电机(IG)的不对称故障暂态特性, 推导配电网不对称故障时IG定子短路电流的解析式. 由于配电网不同位置发生短路故障时, 故障瞬间电压相位变化和发电机转速在故障过程中快速上升, 都将对IG注入电网的短路电流产生影响. 在计及配电网不对称故障后IG转子转速变化的同时, 利用转子运动方程和正负序静态等值电路, 得到了估计电网发生故障后IG的短路冲击电流算法, 最后利用电磁暂态分析软件中IG的5阶动态模型仿真验证该方法的正确性.     

考虑低电压穿越特性的光伏电站准入容量研究

随着光伏电站的接入,配电网由单电源结构变成双电源或多电源结构,在发生故障时可能引起短路电流大小和方向的变化,导致原有保护的不正确动作。与传统同步发电机相比,光伏电站的短路电流特性有很大差异,且受到光伏电站低电压穿越控制策略的影响。讨论在满足保护正确动作的前提下,考虑光伏电站的短路电流特性,提出在不改变原有保护的条件下确定光伏电站准入容量的方法,并提出提高光伏电站准入容量的改进措施,为电网规划和调度运行提供指导。最后,通过对某含光伏电站的10kV配电网进行分析计算和仿真,验证了该文方法的有效性。     

环状有源配电网改进电流差动保护方案

为提高配电网供电可靠性和分布式电源接纳能力,有源环状网络成为配电网主要发展方向之一。然而,大量分布式电源接入改变了配电网潮流和故障特征,传统三段式电流保护方案可靠性不足。为此,提出一种针对环状有源配电网的改进电流差动保护方案。首先对环状有源配电网区内、外故障电流关系表达式进行推导,分析两端电流故障分量的向量关系;然后利用保护区段两端故障电流比构造主保护判据,进一步地针对环状结构配电网设置避免保护误动的辅助判据;最后利用PSCAD/EMTDC仿真平台搭建环状有源配电网模型,通过大量仿真分析,验证所提保护方案的有效性和抗干扰能力。该方案同样适用于典型辐射状有源配电网。     

双馈型风电场并网线路单端故障测距性能分析及改进

兆瓦级双馈风电场受机组类型、装机容量、低电压穿越控制策略等综合因素影响,风电场故障后不同序分量的等值阻抗变化特性不同,且通过对故障支路的影响作用于系统侧,使得无论是依托于主后备距离保护的单端阻抗法测距,还是依托于主保护差动保护的双端阻抗法故障测距均存在较大的测距误差。针对以上问题,建模分析兆瓦级双馈风电场并网故障出力特性;基于分布参数模型,针对利用故障点电流相位拟合的单端阻抗测距算法,量化分析影响故障测距精度的关键因素,分别从系统侧和风电场侧提出基于相位误差补偿的改进单端故障测距算法,显著提高了测距精度。该文成果同时也可应用于风电场并网线路距离保护的设计和整定应用。     

基于改进粒子群算法的含DG配网反时限过流保护定值优化方法

随着分布式电源接入配电网带来故障电流大小、潮流方向的改变,配网继电保护整定工作愈发艰巨。针对含DG配网反时限过电流保护定值优化问题,考虑配网故障不确定因素、继电器固有属性与继电保护的“四性”要求,在粒子群算法(PSO)更新过程中引入“全局历史平均最优解”与动态惯性权重相关概念,提出基于改进粒子群算法(MPSO)的含DG配网反时限过流保护定值优化方法。结论表明,MPSO能有效避免定值求解陷入局部最优困境,适用于含DG配网反时限过电流保护定值优化问题。     

基于QPSO算法的含分布式电源配电网故障诊断

针对含分布式电源的配电网发生故障后,故障电流流向更加复杂,导致传统配电网故障诊断方法适用性变差的问题,本文将故障电流作为馈线终端单元采集的故障信息,构造了新型故障诊断评价函数。同时,以-1,0,1规定故障电流方向,在馈线终端单元上增加方向元件采集故障信号,利用量子粒子群优化算法对评价函数进行求解实现诊断,并通过仿真算例,验证该方法在含分布式电源的配电网故障诊断中的有效性及容错性。仿真结果表明,该算法可准确验证发生故障的区段,不具备关键信息丢失的容错性能,但对于非关键信息丢失或畸变时具有良好的容错性。该研究为含分布式电源的配电网故障诊断提供了新的解决方案,具有一定的应用价值。     

含分布式电源配电网单相接地故障保护方法

提出一种含分布式电源配电网单相接地故障保护方法。首先,利用聚类算法刻画不同故障条件下故障历史数据的空间分布情况,通过欧氏距离算法分析采样数据与故障历史数据的相似性,利用其空间距离上的亲疏远近程度确定故障区段,然后结合保护代理间协调配合,准确定位故障线路。以10 k V含分布式电源配电网模型对该保护方法进行仿真,验证了其准确性与有效性。     

辐射状配电网电流保护范围在线分析方法

随着城市配电网的环网率逐步提高,配电网运行方式更加灵活,负荷转供后需要对各馈线的电流保护定值进行实时分析,计算馈线中任意一条支路故障后馈线根节点处的故障电流。由于配电网规模庞大,重复进行故障电流的计算需要大量时间,为减少计算时间,在考虑辐射状网络拓扑特点的基础上,提出一种快速网络等值参数计算方法,通过一次计算可以得到故障电流计算所需的网络等值参数。算例分析表明:该方法计算时间大为缩短,计算效率大大提高,可满足配网自动化在线应用的需求。     

配电网接地故障电压消弧新方法

随电力系统发展,配电网结构复杂,接地故障电容电流大,常规中性点经消弧线圈接地的电流消弧方式难以满足运行要求.介绍一种中性点非有效接地配电网接地故障电压消弧方法,当发生弧光接地故障时,将一电抗器接入故障相母线与地之间,钳制故障点电压,破坏电弧重燃条件,促进电弧自行熄灭;当发生永久性接地故障时,短接电抗器,旁路接地故障电流,降低故障点区域的跨步电压,并实现故障选线.仿真分析表明：该方法不受电容电流大小的影响,操作简单、成本低、消弧效果好,特别适用于风电场等对地电容电流很大的配电系统.     

油田电力系统小电流单相接地故障选线研究

在小电流接地系统中,迅速判定单相接地故障线路是实现配电网保护的关键问题。在分析研究现有故障选线方法的基础上,提出了利用零序全电流的大小和方向进行故障选线的方法。在此研究的基础上,提出了利用零序暂态电荷实现故障选线的新方法,此方法适用于主变中性点经消弧线圈接地系统。经计算机仿真验证,此方法具有选线准确率高、利于微机选线装置实现的优点。     

小电阻接地系统接地故障综合保护方案

针对现有小电阻接地系统接地保护选择性差、灵敏度低且高阻接地故障检测能力不足等问题,研究分析小电阻接地系统单相接地故障后零序电流特征,利用上下级纵向配合,提出基于零序过电流的多级接地保护和延时低定值高灵敏度接地保护,给出保护配置方案和各级保护整定原则。利用线路出口和中性线零序电流幅值横向比较,提出高阻接地故障选线方法。在典型小电阻接地配电网结构下的仿真验证了所提出接地故障综合保护方案的可行性与可靠性。     

含分布式电源的配电网单相接地故障区段定位新方法

随着配电自动化和分布式能源的日益普及,主动配电网发展迅速。深入分析含分布式电源主动配电网的零序电流,提出一种基于稳态零序电流的主动配电网单相接地故障区段定位新方法,利用相关系数量化波形之间的差异,将稳态零序电流相关系数的极性作为定位依据来确定故障区段,并通过前后平移数据窗解决各FTU之间的数据同步问题。PSCAD/EMTDC仿真分析结果表明,该区段定位方法不受分布式电源接入的影响,定位精度高、可靠性好。     

20kV闭环运行配电网的快速电流保护方案

在20 kV闭环运行的配电网中,由于供电密度大、环网长度短且采用电缆供电,导致传统电流保护难以满足。针对上述特点,提出了一种20 kV配电网合环运行无通道保护新方法。该方法根据本端相电流的变化来判别对端断路器的动作状态,并通过加速保护的时间配置来确定故障区间,最终实现本端保护相继动作。通过PSCAD/EMTDC仿真,验证了该方法的可靠性与速动性。     

基于零序电流特性的中性点灵活接地系统的故障选线方法

在配电网小电流接地系统中,当发生单相接地故障时线路零序电流信号十分微弱,尤其是高阻接地故障时难以进行准确选线。文中提出了基于新型中性点灵活接地的配电网故障选线新方案,该选线方法在发生单相故障时通过高速电力电子开关在中性点投入小电阻接地支路,将小电流接地系统供电可靠性和大电流接地系统信号明显等优点结合起来,利用零序电流幅值以及并入小电阻前后零序电流相位差的变化作为判据,有效解决了在高阻接地情况下选线不理想的现状,实现配电网故障准确选线。利用PSCAD/EMTDC仿真环境对配电网进行单相接地故障模拟,仿真结果表明在不同故障情况下所提方案具有良好的可靠性和有效性。     

基于故障契合度的广域后备保护算法

提出一种基于方向电流保护契合度的广域后备保护算法,在电网故障运行情况下通过电流保护动作权重值和保护装置实际动作状态来构建保护动作期望函数;在电网正常运行情况下通过电流保护权重值、故障位置的概率以及保护装置理论动作状态来构建保护动作适应度函数。通过将保护动作期望函数和保护动作适应度函数相除后得到电流保护契合度,通过契合度值来判断故障线路。最后在电磁暂态仿真软件PSCAD(Power Systems Computer Aided Design)中通过双端电源供电系统和IEEE14节点主动配电网对该算法的正确性进行了验证。