含逆变型分布式电源配电网自适应电流速断保护

对于含分布式电源（DG）尤其是逆变型分布式电源（IIDG）的配电系统,由于其电源出力的随机性,将导致传统电流保护的定值很难整定。针对这一问题,文中结合含IIDG配电系统故障时的特点,在已有自适应电流速断保护的基础上,对含IIDG配电系统的自适应电流速断保护进行了研究。分析结果表明,对于保护背侧接有IIDG的情况,在对某些参数重新定义后,仍可按照已有自适应整定表达式的形式对保护进行整定。该整定方法仍然能够根据系统当前运行方式和IIDG的出力情况自适应地调整定值,而且不用借助通信手段,与传统的电流速断保护相比,含IIDG配电系统的保护性能得到了很大改善。通过对一个10 kV配电系统的仿真分析,验证了该整定方法的正确性。     

对自适应电流速断保护的评价

简要说明了自适应电流速断保护的构成原理及特点,它能根据电力系统当前实际运行方式和故障状态实时、自动整定计算,无需人工参与;求系统综合阻抗时,引入电压量,采取了电压回路断线的有效对策,确保自适应电流速断保护在电压回路断线时仍能可靠动作。将其与传统电流速断保护、电流闭锁电压速断保护及距离保护进行了比较,并对自适应电流速断保护性能进行了评价,阐明了其优越性及适用条件。     

含分布式电源配电网的故障定位新方案

分布式电源(distributed generation,DG)接入配电网后导致配电网辐射型的网络结构发生变化,会对传统的无方向电流保护产生影响。由于配电网的馈线上一般不装设电压互感器,电压量信息无法提取。文章提出一种不借助于电压量信息的故障定位新方案,通过对馈线首端到DG接入点之间的限时电流速断保护和DG接入点到馈线末端之间的定时限过电流保护的动作信息进行分析,实现对故障的准确定位。同时,文中针对多个DG经不同点接入和保护灵敏度不满足要求等几种特殊情况进行了讨论,并提出了相应的解决方法。该故障定位新方案无需额外在配电线路上装设大量的电压互感器和断路器,且保护不受DG输出功率变化的影响,可以保留原来的定值,具有一定的实用性。通过对一个10 kV配电系统进行仿真,验证了本保护方案的正确性。     

基于短路功率方向和通信方法的自适应电流速断保护

传统的电流速断保护和现有的自适应电流速断保护不能保护线路全长,且其保护范围会随系统运行方式的变化而改变。在分析这两种保护的保护范围的基础上,给出了一种可保护线路全长的自适应电流速断保护原理:借助于通信手段发送相邻保护的短路功率方向信号以确保选择性的自适应电流速断保护,并将其性能与前两种电流速断保护的性能进行了比较。     

基于短路功率方向和通信方法的自适应电流速断保护

传统的电流速断保护和现有的自适应电流速断保护不能保护线路全长,且其保护范围会随系统运行方式的变化而改变.在分析这两种保护的保护范围的基础上,给出了一种可保护线路全长的自适应电流速断保护原理:借助于通信手段发送相邻保护的短路功率方向信号以确保选择性的自适应电流速断保护,并将其性能与前两种电流速断保护的性能进行了比较.     

含高渗透率DG的配电系统区域纵联保护方案

近年来分布式发电技术得到了快速发展,配电系统中分布式电源（DG）的渗透率水平不断提高。多个DG的并入将会使配电系统短路电流的大小、流向和分布发生较大变化,将会导致传统的阶段式过电流保护无法正常工作。为了满足含高渗透率DG的配电系统对继电保护的要求,解决现有保护技术存在的问题,提出了一种以纵联比较保护原理为基础、以通信为支撑、以包含DG的配电变电站及其馈线为保护对象的主从式区域纵联保护方案。讨论了保护系统工作的方式,研究了故障检测与定位的基本方法。     

考虑网络等值的自适应电流速断保护整定方法

为加强电流速断保护定值整定对系统运行方式改变、网络结构调整以及负荷变化的响应能力,研究并提出一种基于网络等值的自适应电流速断保护整定方法。该方法利用系统正常运行时配电自动化设备采集的系统等效电源、配电线路阻抗以及负荷功率信息,通过网络等值方法计算得到保护背侧的等效相电势以及等效阻抗,继而完成保护的自适应整定。该整定方法能够反应系统运行方式的改变,有效地提高了保护整定的可靠性。     

应用边界保护原理提高分布式发电系统并网协调性的方法

为解决分布式发电系统与配电网保护的协调性问题,提出了一种新的分布式发电(distributed generation,DG)并网控制方法。由于在DG系统并网点上游和下游线路故障时,DG系统对电网保护的影响是不同的,因此提出在带有DG 系统的配电线路上装设阻波器构成线路边界的思想,采用行波边界保护模式,对DG系统并网点上游和下游故障进行选择性保护,进而保证配电线路故障后DG系统能够快速准确地解列,确保系统的安全运行,并最大限度地提高DG的利用效率。仿真结果和理论分析表明,新保护方法可提高DG与配电网的协调性,并可有效提高DG的利用效率。     

含分布式电源的配电网的故障保护问题的研究

当逆变型的分布式电源接入配电网后,不同故障点发生短路故障时,分布式电源的接入对短路故障电流产生影响。详细分析了当故障发生时原有的电流保护方案不能可靠动作切除故障的问题,逆变型的分布式电源接入使传统的自适应电流速断保护不能正确整定定值,保护方案失效,针对含IIDG接入的自适应电流速断保护方案做研究,分别分析两相短路故障和三相短路故障情况下自适应电流速断保护的正确整定定值,同时通过PSCAD/EMTDC搭建仿真模型,对该保护方案进行仿真研究,验证了该保护方案的有效性。     

自适应速断保护的动作性能分析

对自适应电流速断保护和自适应电压速断保护在单端电源条件下发生正、反方向各种类型短路故障时的保护动作性能进行了分析,同时也对它们在两端电源条件下发生故障和系统振荡时的动作行为进行了分析,在此基础上提出了进一步实现自适应电流、电压综合速断保护的设想,并指出了适用条件和为保证保护正确动作应采取的有效措施。     

分布式电源对配电网电压的影响

针对分布式电源并网后对系统电压所造成的影响,引进分布式电源渗透率的概念,在分布式电源渗透率和安装位置变化两种情况下,对配电网的运行规律进行了分析,同时考虑了系统负荷变化时,引起的DG渗透率及系统电压的影响,并通过对IEEE 14节点系统进行了仿真研究,从DG渗透率与节点电压的关系曲线中,得出了分布式电源渗透率对系统电压分布有着直接的影响,只要合理规划分布式电源,就能发挥电压支撑作用,确保配电网可靠运行.     

分布式发电接入余杭电网的电压稳定及准入容量分析

分布式发电(distributed generation,DG)接入容量、采用的控制方式都将对电压稳定产生显著影响。针对DG接入余杭电网,推导DG接入点电压关于渗透率的解析式,据此分析不同DG渗透率下的静态电压稳定特性和负荷PV特性。比较DG采用不同无功控制策略对静态电压稳定特性的影响,并对不同渗透率下DG接入余杭电网的暂态电压稳定性进行分析。结合静态和暂态电压稳定校验,确定余杭电网中允许DG接入的极限渗透率。分析结果表明,适当地增加分布式发电的穿透功率可提高系统承受负荷的能力。     

分布式电源接入配电网的继电保护研究

随着分布式电源(DG)在配电系统中渗透率的逐渐提高,网架结构与潮流流向变得更加复杂,配电网所配置的传统继电保护策略也会受到一定冲击,严重时甚至会对配电系统的安全稳定运行造成破坏。根据东营河口区风电和市辖区光伏项目发展的实际情况,从短路电流、三段式电流保护方面,对DG接入东营配电网的继保方面进行分析研究,并针对其中存在的隐患提出相应的改进措施。有效减小DG接入所带来的负面影响,促进分布式发电技术的进一步推广应用。     

配电线路自适应电流速断保护的实用化研究

全面分析了配电线路自适应电流速断保护的基本原理,以及故障启动、等效系统阻抗和等效电源电势在线计算、故障类型自适应以及工频稳态分量准确提取等关键技术问题.在此基础上,提出了一种实用的自适应电流速断保护方案,并且将整个故障处理过程划分为参量计算、在线整定和测量比较三个环节,为推进自适应电流保护的商业化发履奠定了基础.     

基于遗传禁忌混合算法的配电网无功优化

为了有效解决由配电网分布式电源(distribution generation,DG)渗透率逐渐升高带来的电压越限、网损增加问题。建立了配电网无功优化模型,以网损最小和电压不越限为综合目标,通过采用一种遗传禁忌混合算法(genetic/tabu hybrid algorithm,GATS)研究了接入DG的配电网无功优化问题。在MATLAB软件上以IEEE-33节点配电系统为算例对所研究问题进行了分析与验证。结果表明:GATS混合算法的可行性和优越性较强,通过该算法进行无功优化可以有效改善系统电压水平、降低网损;并且适当提高DG渗透率,同样有利于网损降低、电压水平提高;但若DG渗透率过高,会导致网损增加、电压越限问题,通过GATS算法进行无功优化这些问题可得到有效解决。     

中性点直接接地电网的自适应零序电流速断保护

为了尽可能减小线路零序电流速断保护的保护范围受系统运行方式变化等因素的影响,提出了一种自适应零序电流速断保护的实现方法。该方法假设输电线路两侧的保护之间具有通信通道,系统发生短路时线路两侧的保护能够实时计算出系统等值阻抗并经通信通道实时传送给对侧的保护,两侧的保护装置可根据短路类型实时调整零序电流速断保护的动作整定值。通过计算不同接地短路类型时零序电流速断保护灵敏度的公式,表明零序电流速断保护的保护范围不仅受系统运行方式变化的影响,还受接地短路类型的影响。仿真计算结果表明,文章提出的自适应式零序电流速断保护的实现方法可有效减小系统运行方式变化及短路类型不同对保护范围的影响,使保护的性能大大提高。     

含低电压穿越型光伏电源配电网自适应正序电流速断保护

在配电网发生故障的情况下,具有低电压穿越(Low Voltage Ride Through,LVRT)能力的光伏电源(PV)的输出电流与PV容量、故障类型以及故障位置等因素密切相关,这给配电网电流保护的整定带来了很大困难。分析了PV的低电压穿越运行特性及控制策略,给出了含PV配电网的故障分析方法。并结合含PV配电网故障时短路电流的特点,分析了现有配电网自适应电流速断保护存在的问题,针对PV只输出正序电流这一特点,提出了一种适用于多个PV接入的配电网自适应正序电流速断保护。利用PSCAD建立了一个10 kV配电系统模型,仿真验证了该保护的正确性。     

编者与读者

分布式电源供电与大电网相互补充、协调，是综合利用现有资源和设备、为用户提供可靠和优质电能的理想方式。将分布式发电（DG）系统集成到现有的配电系统中，是今后分布式发电的发展趋势，但是，把大量的DG系统接入配电网会对配电系统的结构和运行产生很大的影响。文章从网损、线路潮流、电压、电能质量、系统保护、可靠性、故障电流等方面分析了DG对配电系统产生的影响，提出了控制措施，并针对今后DG的发展，总结了将涉及到的主要研究工作内容。     

分布式电源模型和负荷模型对配电系统的影响

针对配电系统中分布式电源的配置问题,考虑负荷模型下的不同电压来分析DG模型对DG的选址和容量大小的影响。通过结合不同性能指标为优化子目标的多目标函数,并利用遗传算法对适当的配置地点及DG的容量进行评估,从而根据多目标函数解决接入配电网的DG的配置问题。在IEEE 25节点系统中进行的仿真结果表明,负荷模型对DG在配电网中的配置影响很小,而DG模型对其在配电系统中的配置地点、单机容量和渗透率有明显的影响。     

工频变化量距离元件一些问题的探讨

对工频变化量距离元件的特性进行了研究,指出原理上其与自适应电流速断保护是一致的,在实际的判据中,浮动门槛下保护判据和固定门槛下保护判据都与自适应电流速断保护的判据是近似的。同时对沿线电压分布、电容电流对保护范围的影响进行了研究。理论分析了浮动门槛下区外金属性故障时保护的性能,得到保护不会发生误动的结论。