中压直流配电系统保护技术研究综述

随着电力电子技术的应用与发展,配电网的源荷储直流特征逐步明显,中压直流配电系统的经济技术优势显著。直流配电保护是保障系统稳定安全运行的关键,但仍未形成成熟的技术体系。本文试图对国内外直流配电系统保护技术的研究状况做一个系统的介绍。文章首先概述了与保护方法制定相关的直流配电系统拓扑结构、换流设备、接地方式以及暂态故障特性等内容。其次,对目前普遍研究和应用的直流配电系统保护方法进行了归纳总结,分析了各种保护方法的适用性和局限性,并对工程实践中应用的直流配电系统控制保护一体化技术进行了归纳和分析;最后,对直流配电系统的保护技术进行了展望和总结。     

基于控制与保护协同的直流配电系统单极接地故障保护策略

随着电力电子技术的发展,柔性直流配电系统逐渐成为研究热点。单极接地故障是直流配电系统中最为常见的故障类型,当交流侧通过高阻接地时,直流侧发生单极接地故障后,故障电流变化不明显,难以准确定位。文中提出了基于控制与保护协同的双端直流配电系统单极接地故障保护策略,通过就地检测交流接地支路电流微分判断故障发生,进而快速投切交流接地支路上并联的小电阻。相比于传统的差动保护方法,所提方法省去了通信时间,有效提高了保护的快速性。同时,根据保护可靠性的要求,优选了并联小电阻的阻值。最后,在PSCAD/EMTDC平台中进行了仿真分析,验证了所提保护策略的可靠性和快速性。     

直流配电网系统关键技术探讨

针对提高运行效率、改善供电可靠性和电能质量、实现分布式电源有效安全接入等配电系统面临的问题和挑战,提出了以直流为主导的配电方式,用于解决上述问题的可行性研究和探讨。结合直流配电技术的研究现状,总结了直流配电系统的技术特点和潜在优势,系统地探讨并分析了直流配电系统发展的若干关键技术及其可行性。     

低压直流配电系统保护探究

文章介绍了低压直流配电系统的构架与特征,分析了其常见故障问题,提出低压直流配电系统保护机制,以降低系统故障率,保障系统高效运行。     

基于下垂特性的柔性直流配电系统控制策略

柔性直流配电系统运行方式多样且源荷功率波动具有高频随机性。为解决传统下垂控制下电能质量较低、功率分配不合理和电压动态调节不理想等问题,提出一种将自适应控制、预测控制与下垂控制相结合的控制策略。首先设计直流电压偏差补偿器实时追踪系统的稳定工作电压,并对传统下垂系数设置动态影响因子,自适应调整下垂系数,按各换流站功率裕度合理分配出力;然后在内环电流控制中引入模型预测控制方法,避免因PI参数整定不当弱化控制效果,进一步提高系统的动态响应能力。在PSCAD上搭建双端柔性直流配电系统仿真模型,对不同运行工况进行仿真,验证了该策略的有效性。     

直流配电系统保护技术研究综述

随着电力负荷的迅速增长和用户对电能质量要求的不断提高,传统配电系统面临新的挑战。直流配电技术在提高电能质量方面的巨大潜力引起学者们的关注。由于缺乏成熟、经济的直流断路器和实际运行经验,保护技术成为制约直流配电系统发展的瓶颈。鉴于此,概述了直流配电系统保护技术研究的发展现状,从直流配电系统的概念出发,系统阐述了保护技术研究的困境,明确了保护分区与故障类型,并指出了直流配电系统故障与保护的特殊性。然后综述了直流系统故障隔离及限流装置的发展现状,总结了直流配电系统的保护策略。最后对直流配电系统保护的技术研究做出了展望。     

高压直流控制保护系统控制总线应用分析

对不同的高压直流控制保护系统控制总线结构进行分析,对其特点及功能应用进行总结。     

柔性直流配电系统控制策略与保护技术研究综述

柔性直流配电系统作为现代电网建设的重要发展方向,能够实现综合多样化能源、优化配网结构、消减分布式电源和负荷波动不确定性等目的。但相关技术短板在一定程度上限制了其应用,开展对系统协调控制和故障保护等问题的研究是推动柔性直流配电网形态快速升级的关键步骤。基于系统控制策略和保护技术,分析了柔性直流配电网在控制方式与调度优化、故障特性分析、故障检测与定位以及隔离手段方面的国内外最新研究进展,论述了当前理论和应用的不足之处,并对后续研究应关注的问题进行展望。     

LCC-MMC型混合直流配电系统线路保护方案

换相型换流器-模块化多电平换流器(LCC-MMC)型混合直流配电系统发生双极短路故障时,有效故障暂态信息少,故障特征量单一,难以可靠地区分故障边界.基于此,该文提出一种适用于LCC-MMC型混合直流配电系统双极短路故障的保护方案.钳位双子模块的模块化多电平换流器(CDSM-MMC)和双有源全桥变换器(DAB)直流变压器...     

基于二极管的直流配电系统故障分区方案及保护策略

直流故障处理技术包括故障电流清除、故障分区和故障定位等,是直流配电系统广泛工程应用的关键问题。针对采用故障自清除换流器消除故障电流的直流配电系统,为解决健全区失电问题,提出基于二极管的自动故障分区方法和故障定位方法,以及适用于直流配电系统的集成保护方案。首先,介绍了基于二极管故障分区方法的基本原理及其附加硬件要求。其次,针对二极管故障分区的故障特征,提出相应的集成保护方案和故障定位方法。最后,在PSCAD/EMTDC平台搭建五端直流配电系统,通过仿真验证所提方案的有效性。     

系统保护中跨区直流频率调制与紧急功率支援的协调控制

为了保障中国特高压交直流混联电网的安全稳定运行,国家电网有限公司积极开展电网系统保护的构建,以提升电网的综合安全防控能力。但随着跨区直流作为灵活控制资源在系统保护中的应用,必须考虑直流功率快速变化会同时对送受端电网造成影响。在梳理中国电网系统保护建设的基础上,系统分析了基于频率响应的直流频率调制对大区电网系统保护的影响,进而从保障电网安全稳定运行和提高跨区控制资源利用效率的角度,提出了综合电网就地和远方信息的直流频率调制与紧急功率支援的协调控制方案,实现大区电网系统保护间的协调动作。最后,基于实际电网仿真算例验证了所提控制方案的有效性。     

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。     

特高压交直流电网系统保护及其关键技术

中国特高压交直流电网发展过渡期,电网特性持续发生重大变化,传统的安全稳定防御技术和措施难以适应,亟须对电网安全防控体系进行提升。在梳理电网大的特性变化基础上,分析了适应特高压交直流电网实践的“系统保护”的必要性及需求。提出了系统保护的体系设计,包括设计思路、总体构成、具体措施等。提出了系统保护关键技术,并着重介绍了全景状态感知、实时决策与协同控制、精准负荷控制技术的需求及框架。最后,简述了国家电网在系统保护建设上的实施方案,为特高压交直流大电网安全稳定运行控制提供了解决方案。     

直流配电网运行控制策略分析及展望

由于直流配电网在新能源消纳、直流负荷接入、网络结构升级等方面具有巨大的优势,近年得到了广泛关注和认可。在减少变流环节、简化控制目标的同时,直流配电网引入了新的不稳定因素,对运行控制提出了新的挑战。首先,总结并分析了直流配电网拓扑结构及特征;然后,对直流配电网典型运行特征及其带来的稳定性问题进行了分析,在此基础上,对直流配电网变流器典型运行控制策略的基本原理、应用场景以及研究方向进行了总结和分析;最后,对直流配电网运行控制的难点和未来研究方向进行了预期和展望。     

直流控制保护系统配置探析

对换流站工程直流控制保护系统进行探讨和分析,清晰的展示了双回直流控制保护系统的配置及功能.     

基于控保协同的光伏直流升压汇集系统直流故障判别方法

光伏直流升压汇集系统由于内部直流变压器间特殊的串联形式,正常运行时直流变压器汇集端口电压、电流随光伏单元出力变化而波动,当在系统出力较小且直流侧发生较大过渡电阻故障时,故障特性与正常运行出力波动的暂态过程类似,系统故障特征不明显,保护难以实现故障的准确识别。针对上述问题,设计了基于控保协同的无通信直流故障检测方案。在分析直流变压器谐波产生机理的基础上,通过改变其载波频率产生谐波扰动,并根据谐波流通路径差异实现对系统故障工况的可靠检测。PSCAD仿真结果表明,所提方法仅利用换流器本地量测信息即可实现汇集系统直流故障的可靠识别且不受光伏出力影响。     

柔性直流控制保护系统方案及其工程应用

结合厦门柔性直流输电示范工程,对柔性直流控制保护系统方案及其工程应用进行了研究,包括控制保护系统的分层结构、极控制系统的基本控制策略、控制系统结构、极控制系统与阀控制系统间的接口特性,以及直流保护系统功能的配置情况。为了验证极控制系统、阀控制系统及换流阀之间工作的正确性,防止首次有源解锁出现大电流损坏换流阀,针对真双极拓扑结构系统,提出了无源逆变试验方案,现场试验结果证明了阀组触发相序的正确性,实现了对控制系统延时的完全补偿。无功和有功功率阶跃试验结果表明,控制系统在性能上和速度上满足快速性、可靠性、灵活性要求。直流保护跳闸试验结果表明,保护逻辑功能正确,换流阀正确闭锁、断路器正确跳闸。     

柔性直流配电系统稳定性及其控制关键问题

柔性直流配电系统大多采用电力电子设备与交流系统互联、接纳分布式电源与负荷,呈低惯性弱阻尼特性,同时分布式电源与负荷的随机性波动致使运行具有时变特性,易产生不同频率的振荡甚至失稳现象。文中总结了柔性直流配电系统稳定性分析及控制方面遇到的挑战,指出其多时间尺度与随机特性是技术上面临的主要难题。通过总结建模、振荡机理与稳定性分析以及稳定控制方面的研究现状,展望了未来在多时间尺度建模与振荡机理、随机扰动稳定性分析以及时变场景鲁棒稳定控制方面的关键问题,为柔性直流配电系统的稳定性研究提供思路。     

柔性直流配电系统线路保护与定值整定

目前,随着电力电子技术的逐渐成熟,柔性直流系统受到广泛关注。作为柔性直流配电系统发展的关键技术,保护所面临的主要挑战是如何利用受限和持续过程极短的故障电流可靠识别和快速隔离故障。文中针对基于具有直流故障隔离能力换流器的柔性直流配电系统,分析了直流线路发生单极接地故障、双极短路故障以及断线故障时的故障特性,提出直流线路的保护方案。同时依据继电保护对四性的要求以及各保护之间的配合关系,确定保护动作的边界条件,反推出保护定值的合理范围,最终形成直流保护定值整定原则和整定计算方法,为实际工程中的保护设计和应用提供了参考。最后,在PSCAD仿真平台搭建仿真模型,仿真结果验证了保护方案的可行性以及保护定值整定的合理性。