配电网单相接地故障柔性自适应消弧新方法

针对已有消弧柜和柔性电压消弧技术未考虑故障线路阻抗压降问题,提出基于故障点处电压抑制的配电网单相接地故障柔性电压消弧新方法.通过2次注入补偿电流计算中性点至故障点压降,再调控零序电压至该压降,将故障点处电压抑制为0.为防止2次注入任意电流导致接地故障电流增大的问题,提出将柔性电流消弧法作为柔性电压消弧新方法投入前的过渡...     

中性点经小电阻接地风电场集电线路单相接地故障测距研究

风电场集电线路呈现多分支、多电源接入的形态。线路发生单相接地故障后,不同分支上风机依据感受到的电压降的不同而自动投入不同的低穿控制策略,从而会导致输出不同的分支电流,使得基于阻抗原理的测距方法失效。该文巧妙地利用风机箱变高压侧采用三角形接线的现实,无零序电流回路,提出基于故障区段逐次搜索的单相接地故障测距方法,并引入描述故障点弧光接地的对数电弧模型,实现了较高的测距精度。仿真算例和实际案例数据验证了算法的有效性。该算法可同时求解得到故障点电弧的长度,为后续的故障类型辨识奠定了基础。     

基于分段阻抗匹配的风电场集电线路单相接地故障测距方法

为解决风电场因集电线路单相接地短路故障引起的弃风窝电问题,提出了基于分段阻抗匹配的风电场集电线路单相接地短路故障测距方法。通过搭建单一区间的测距模型和风机支路等效注入电流模型,构建了从首段向故障点所在区段分段阻抗匹配的测距算法,通过判断计算结果是否处于当前区间来判别是否得到最终结果或需要继续向后续区间递推运算。PSCAD/EMTDC仿真验证了所提方法的可行性。     

基于配电网柔性接地控制的故障消弧与馈线保护新原理

为解决中性点非有效接地配电网中长期存在的单相接地故障消弧与保护难题,提出基于零序电压柔性控制的配电网接地故障消弧与保护新原理。在配电网发生接地故障的初始时刻,通过脉宽调制(pulse width modulation,PWM)有源逆变器注入零序电流补偿接地故障全电流,实现对零序电压的控制,促使故障点电压为0,实现瞬时故障100%消弧。接地故障发生后,经一定延时,控制电流注入,增大故障残流,精确测量零序电压和各馈线零序电流变化量,实现接地故障的动态感知和可靠保护。该技术有望降低故障建弧率,减少故障停电时间,促进配电网智能化发展。     

计及故障距离的配电网单相接地有源消弧法

传统有源消弧法通过控制母线处故障相电压实现消弧,由于故障线路上存在电压降落,故障点电压与母线测量点电压存在偏差,难以实现可靠消弧.本文提出了一种基于故障距离估计的有源消弧方法,采用二分法估计故障距离,计算合适的参考电压,根据故障距离估计值和负荷阻抗调整逆变器参考电压,通过逆变器跟踪参考电压实现对故障电流和恢复电压的抑制...     

配电网单相接地故障的柔性熄弧装置

现有柔性熄弧方法仅利用有源逆变器控制故障点电压为零,熄弧电源容量高达50 kVA,且体积较大。针对这一问题,在电压熄弧的基础上,提出了功率源转换与有源逆变器结合的柔性熄弧方法。在配电网发生单相接地故障时,通过功率源转换将中性点电压反相钳位到接近于故障相电源电压,偏差电压的幅值和相位通过有源逆变器进行精确补偿,使故障点电压远小于熄弧电压,实现快速熄弧。在利用Matlab/Simulink对传统消弧线圈的仿真基础上,仿真了仅投功率源转换、功率源转换结合有源逆变器的柔性熄弧方法在各工况下的运行特性。通过10 kV真型配网实验场,验证了该方法的有效性。结果表明该柔性熄弧装置可以有效降低故障点电压,实现快速熄弧,大大降低有源逆变器的容量。     

配电网单相接地故障有源消弧技术综述

多种形式的新能源、大量电力电子用户等越来越多的接入配电网是必然的发展趋势,这可能会导致接地故障电流中的无功分量、有功分量及谐波含量越来越大。采用消弧线圈的无源消弧技术依旧存在单相接地故障残流的无功分量、有功分量和谐波分量较大等问题。采用外加注入主动干预方式的有源消弧技术成为解决此类问题的有效手段。本文对配电网单相接地故障有源消弧技术的研究现状进行总结综述,主要阐述了有源消弧装置结构和控制算法两部分内容。首先,从成本、优缺点、连接方式等方面对消弧装置硬件结构进行分析。其次,将电压消弧算法、电流消弧算法、综合消弧算法的优缺点进行对比研究。最后从有源消弧技术的硬件结构和控制算法两个方面进行了展望,并给出了后续研究可能存在的问题以及可能的研究方向。     

基于改进DDAE的风电场集电线单相接地故障测距

为解决风电场混合接线的集电线短路后难以精确定位的问题,提出基于改进深度自编码网络的故障测距方法。分析集电线故障零序电流可知,暂态电流值、稳态电流幅值、稳态电流相位与故障距离呈现强非线性关系,借助深度学习挖掘这一复杂关系实现集电线精确定位。在深度去噪自编码框架上添加距离回归输出端口,采用联合训练以提升定位网络的准确性、抗噪性和鲁棒性。其过程为：首先,借助PSCAD/EMTDC搭建集电线模型,将给定时窗内故障零序电流序列和对应距离作为故障样本,仿真不同情况故障生成样本集。然后,在训练集上训练改进深度自编码网络得到最优网络用于精确测定故障距离。借助各测点零序电流幅值关系可先确定故障区域,将故障信号送入已训练好的网络即可确定故障所在精确位置。本文方法对集电线多分支、混合短线路有着良好的适应能力;定位性能明显优于传统机器学习算法,且受过渡电阻、采样率、噪音、故障相位角影响较小。     

基于轮换消弧的配电网单相接地故障柔性调控方法

针对现有配电网接地消弧装置在进行故障电流全补偿时能量获取困难的问题,提出了一种基于轮换消弧的配电网单相接地故障柔性调控方法。首先,分析了不同单相接地故障工况下,多功能消弧变流器直流侧电容电压的变化规律。在此基础上,对多功能消弧变流器两个非故障相之间轮换消弧的基本原理和能量流动情况进行了详细阐述。其次,推导了轮换周期、切换时间与变流器直流侧电容电压的关系式;对多功能消弧变流器两个非故障相的控制参数进行了合理设计,进而保障两个非故障相直流侧电压的稳定。最后,通过仿真和实验验证了所提轮换消弧方法的正确性和可行性。     

基于多端差动的风电场集电线路保护新原理

分析了风电场故障对集电线路电流保护及距离保护的影响,提出了多端差动的单元式保护与风电场多段保护,并通过PSCAD/EMTDC进行了仿真,验证了多端差动保护动作的正确性,得到多端差动保护提高了风电场集电线路的保护灵敏度与可靠性,具有较高的准确度和灵敏度。     

基于多端信息的风电场集电线路单相接地故障定位算法

风电场集电线路大多包含多个分支,且一般只在线路首端设置测量装置,若故障后基于该装置进行单端故障定位,则只能在不同分支上得到多个疑似故障点,无法确定实际故障位置。当前基于多端量的算法虽然能够准确定位故障,但需要增设的测量装置过多,成本过高。文中针对最常见的单相接地故障,分析了集电线路拓扑,指出当故障位于不同分支时,单端测量装置可能采集到相同的数据,因而仅依靠单端电气量无法确定故障分支,有必要增设测量装置以实现故障分支定位。为降低定位成本,在不同结构的线路上确定故障分支所需要增设的测量装置最小数量及位置。随后,结合新增测量信息与现有单端法,提出一种根据多端故障录波信息定位故障分支并实现故障测距的算法。最后,通过PSCAD/EMTDC仿真验证了文中方法的有效性和实用性。该算法改进自单端阻抗法,解决了故障分支定位问题,且在当前配置基础上增加少量测量装置即可实现,成本较低,具有较好的工程应用前景。     

基于多变量解耦控制的配电网单相接地故障集成化柔性消弧方法

随着静止无功补偿装置、柔性消弧装置、大功率逆变器等电力电子装备应用逐渐增多,配电网柔性化加快发展,但已有电力电子装备存在功能单一、成本高等问题.基于直流侧并接储能元件的直挂式级联H桥变流器,将多变量解耦控制方法与电流消弧方法相结合,实现柔性电力电子装备输出电流在dq0坐标系下的独立调节,使单套柔性电力电子装备同时集成配电网有功功率、无功功率双向流动控制,以及单相接地故障柔性消弧功能,有效提高电力电子装备的利用效率.理论分析以及功率控制和单相接地故障消弧建模仿真结果验证了所提方法的可行性.     

计及配电网线路阻抗影响的自适应接地故障消弧控制策略

接地故障电弧可靠熄灭是配电网安全运行的重要保障,针对现有有源消弧方法很难同时兼顾高阻与低阻接地故障消弧需求的问题,文中提出一种计及配电网线路阻抗影响的自适应接地故障主动调控方法.首先,推导了故障点残压、残流随接地电阻和故障距离的变化规律,证明电压消弧受线路阻抗影响的机理.其次,通过对比配电网接地故障电流完全消弧与未完全...     

风电场中的集电线路

风电场中集电线路有架空线、电缆、电缆架空线混合等三种接线方式,文章分析了风电场中集电线路的接线型式选择、线缆选用、线缆敷设等问题,并提出了相应的解决方案。     

基于LSTM神经网络的风电场集电线路单相接地智能测距

为解决风电场多分支、混合短线路中难以查找故障点的问题,提出一种基于长短期记忆(LSTM)神经网络的风电场集电线路单相接地智能故障测距方法.首先,读取集电线路首端测量装置的电气量信息.其次,采用全相位快速傅里叶变换(apFFT)相位差校正法构建了风电场单相接地短路时的故障特征集合.然后,归一化风电场集电线路的故障数据,并...     

大型光伏电站集电线路电压等级选择

小型光伏电站一般通过380 V电压等级并网,中型光伏电站一般通过10～35 kV电压等级并网。由于光伏组件布置区域较小且并网电压低,小型光伏电站不存在集电线路,中型光伏电站集电线路电压等级即为接入系统电压等级,选择较为简单。大型光伏电站接入系统电压等级一般为66 kV以上,组件布置面积大,集电线路的造价也较大,因此需要对35 kV与10 kV电压等级集电线路进行选择。通过对某200 MW光伏电站建模,从投资和损耗2个方面比较2种电压等级集电线路的造价,进而得出相关结论,供同行及有关研究部门参考。     

考虑参数不对称的配电网单相接地故障柔性消弧方法

为了解决配电网参数不对称导致的中性点位移过电压以及消弧不彻底的问题,在配电网正常运行时利用闭环控制对中性点电压进行调控,自动跟踪配电网结构参数的变化,实现不平衡电压的快速精准抑制。设计注入电流反馈控制环节,结合不平衡电压调控过程以及故障后的零序电流和零序电压,仅注入一次电流便可实现故障辨识、故障选相并求得故障可靠消弧所需的注入电流参考值。仿真分析验证了闭环控制能够有效跟踪、抑制中性点不平衡电压,所提柔性消弧方法在系统参数不对称的情况下,故障判别精度高,故障消弧效果良好。     

基于偏磁消弧线圈的综合增量法单相接地保护

分析了补偿电网单相经电阻接地的现象，利用消弧线圈电感变化前后的系统零序电压和零序电流定义了零序电流综合增量概念。给出了零序电压、零序电流和综合增量的向量图及不同接地电阻下向量的变化轨迹。建立了综合增量与补偿电流变化前零序电压百分数和补偿电流变化量之间的关系，构建了零序电流综合增量法接地选线判据。介绍了基于上述原理的接地选线装置的硬件结构及软件流程。设计了带自检线圈的零序电流互感器和自检及误差矫正单元。样机经现场运行表明选线准确、可靠。     

适应线路参数及负载变化的配电网柔性优化消弧方法

中性点非有效接地配电网长期存在单相接地故障消弧难题,在分析线路参数及负载对已有消弧方法的影响以及已有消弧方法优缺点的基础上,提出一种配电网单相接地故障柔性优化消弧方法。故障发生后,通过级联H桥变流器向配电网注入接地故障补偿电流,并根据母线处零序电压确定接地过渡电阻大小。接地电阻较大时,判断注入补偿电流后母线处三相电压变化趋势,选出故障相,根据故障选相结果调整变流器注入电流,控制母线处故障相电压为零,即采用电压消弧方法,否则继续注入接地故障补偿电流,即采用电流消弧方法。仿真结果表明所提方法能够有效抑制接地电弧重燃,解决了单一电流消弧方法和电压消弧方法因线路参数和负载影响而存在的不足。