配电网反时限过电流保护优化整定方法

提出一种含分布式电源的配电网反时限过电流保护优化整定方法。以配电网主保护与后备保护的总动作时间最小为目标函数,考虑保护选择性要求等约束条件,建立保护优化整定的数学模型;通过设置动态参数并引入最优解权重改进和声搜索算法,提高算法收敛速度和获取全局最优解的能力。利用改进的和声搜索算法求解模型。优化整定参数基于配电网各故障点的短路电流获得,在计算短路电流时考虑分布式电源对短路电流的贡献,使优化整定结果适用于含分布式电源的配电网。对两相、三相短路故障分别进行保护离线优化整定,实时根据故障类型自动选择优化整定参数,克服保护易受故障类型影响的缺陷。仿真结果表明,所提方法可有效提高有源配电网反时限过电流保护的选择性和速动性。     

基于模拟植物生长算法的配电网继电保护整定优化的研究

分布式电源的接入,改变了配电网传统的单电源辐射状结构,使得配电网的潮流由单一流向变得不确定,从而引起配电网继电保护的误动或者拒动。试图在不增加任何一次设备的前提下,通过修改相应的保护定值,使得该定值能够满足分布式电源接入以后的配电网对继电保护的要求。以反时限过电流保护为例,对其保护定值整定这一问题,首先建立了反时限过电流保护的数学模型,将其保护的定值整定问题转化为非线性整数规划问题来处理。提出了一种使用模拟植物生长算法来对该定值整定问题进行优化处理。通过一个基本的算例,在这一智能优化算法的基础上使用Matlab进行编程,来具体实现这一定值整定优化过程,通过编程、仿真,验证了该算法在解决这一定值整定优化问题的可行性。     

基于动作时限曲线拟合思想的含DG型配电网后备保护新方法

分布式电源(distributed generation,DG)的接入可能会改变电力系统的短路电流特性,从而影响到反时限过流保护的选择性和配合关系。为此,提出一种基于动作时限曲线拟合思想的含DG型配电网后备保护新方法。从配电网主保护和后备保护的动作时间差入手,建立曲线拟合模型,并运用梯度下降法对反时限过流保护的动作时限曲线进行优化。通过在优化整定计算中考虑保护的选择性以及DG接入所带来的影响,使优化参数适用于配电网中各分段位置。然后,在配电网中设置两相、三相短路故障,并根据故障位置、类型进行整定参数再调整,最终得到参数的全局最优解。基于PSCAD/EMTDC仿真软件进行仿真分析,验证了所提方法的有效性和实用性。     

基于改进的SOS算法的反时限过电流保护协调优化

通过优化设置继电保护定值,可以优化电力系统中继电保护装置的协调性,减小继电器动作时间,提高电力系统的可靠性。文中针对配电网中保护的协调配合问题,将反时限过电流保护的整定计算转化为一种含有多个约束条件的非线性规划问题,提出了一种基于改进的SOS算法的反时限过电流保护协调优化方案。在IEEE 3节点系统和IEEE 8节点系统中的仿真结果表明,改进的SOS算法具有更好的收敛速度和精度,能够克服解陷入局部最优,基于改进的SOS算法的保护优化协调方案能够提高保护的速动性。     

反时限过流保护整定优化研究

反时限过流保护因动作曲线配合困难掩盖了其在原理上紧密反映短路电流变化的固有优势,一定程度限制了其应用。为此,在深入分析保护动作曲线之间严格配合的基础上,从保护选择性角度提出了反时限过流保护之间、反时限保护与定时限保护、定时限保护与反时限保护的整定配合原则;并在保证灵敏性的前提下,采用压缩因子粒子群优化算法(K-PSO)、辅之曲线参数与选择性配合作为约束条件,从快速性角度建立了整定范围内的时间优化目标。整定原则与优化模型可分别用于反时限过流保护整定计算与定值优化,有助于提高国内反时限过流保护的工程实用价值。算例分析验证了该方法的有效性与可行性。     

考虑DG接入位置和容量的配电网保护综合改进方案

为了解决分布式电源(distributed generations,DG)接入配电网后引起的传统配电网继电保护拒动、误动、灵敏度降低等问题,提出一种适应DG大量接入配电网的改进保护方案。从DG接入位置和容量角度,分析接入母线和馈线对传统配电网三段式电流保护和反时限过电流保护的影响,并计算传统配电网三段式电流保护允许接入容量。通过配置低电压加速反时限过电流保护,以及加装少量方向元件对传统配电网继电保护进行改进来满足含大量DG的配电网保护要求。利用PSCAD/EMTDC对含DG的10 kV配电系统进行了仿真分析,仿真结果表明,该改进方法能够满足不同容量的DG接入配电网保护要求,具有很好经济性和实用性,符合我国当前配电网发展现状。     

基于改进海鸥算法的新能源接入配电网继电保护定值优化方法

随着分布式新能源接入电网容量不断提升,配电网潮流分布更加复杂,而传统的继电保护方法无法满足现有的新能源配电网需求,导致继电保护装置可靠性、灵敏性进一步降低。针对这一问题,提出一种基于改进海鸥算法的新能源接入配电网继电保护定值优化方法。首先,分析新能源接入配电网对继电保护的影响;然后,以分布式新能源接入配电网下的保护灵敏性、速动性、可靠性为约束条件,构建灵敏度最优、整定时间最短的定值优化模型;最后,对海鸥优化算法进行改进,提高了算法的全局搜索能力、收敛速度及收敛精度,并使用改进海鸥算法求解定值优化模型,得出最优的保护定值以提高新能源配电网安全稳定运行水平。经过实验验证,所提方法与常见的粒子群算法、遗传算法整定方法相比,具有更快的收敛速度和更高的寻优效率,能很好地应用于新能源配电网继电保护中。     

分布式电源接入配电网对反时限过电流保护的影响

考虑分布式电源的接入位置和接入容量,以10 kV配电网为例建立含分布式电源的配电网短路电流计算模型,以定量分析分布式电源接入对配电网反时限过电流保护及对短路电流的影响。分析的结果是分布式电源接入将增大上游保护对下游线路故障的动作时限,且当分布式电源接入容量超出一定容量时将引发反时限保护的拒动。该结论对含分布式电源配电网的反时限过电流保护启动电流的整定、允许分布式电源接入容量的选取提供了理论参考。     

一种改进型配网自适应过流保护方法

在DG构成的配电网系统中,通常采用电流保护作为配网的主保护。其中电流保护的整定值为定值,随着DG的接入,配电网结构发生变化,DG并入位置不同会带来故障点无法准确判定的问题。针对此问题,提出了一种基于通信的故障定位方案,具体是引入方向元件并建立信息传递通道检测电流流向来准确判定故障点位置。由于DG接入容量的不同和故障前后DG所发出电流数值变化,造成配网原有电流保护失配。针对此问题,提出一种改进型自适应过流保护算法,具体是通过检测故障电流正、负序含量,确定故障类型,采用不同的整定值,使得电流保护的整定值时刻变化,增强保护动作可靠性。将上述策略通过PCSAD/EMTDC仿真和动模实验室搭建实验模型来验证所提方案可以有效提高DG并网带来的保护动作准确性能。     

含分布式电源配电网保护方案

分布式电源（DG）接入配电网会对传统的配电线路电流保护产生影响,可能导致保护不正确动作。针对这一问题,文中提出一种新的保护方案,对传统的配电线路保护配置进行了改进。该保护方案根据DG接入点的位置,对被保护馈线进行了分区,在DG的上游区域配置了方向纵联保护,而整条馈线则保留了过电流保护。为了能方便整定工作以及更快地切除故障,根据DG接入位置的不同,馈线的过电流保护分别采用定时限或反时限形式。采用该保护方案后,无论DG的输出功率如何变化,故障都能被可靠切除。最后,对一个10 kV配电系统进行了仿真,验证了保护方案的有效性。     

一种同步型分布式电源输出短路电流抑制技术

随着分布式电源（DG）在配电网渗透率的不断提高,其对继电保护尤其是过流保护的影响日益显著。针对短路电流输出能力强的同步DG,提出了一种基于全控型器件的励磁控制技术以抑制DG对配电网过流保护的影响。首先,分析了同步发电机机端短路时输出电流同励磁电流间的数学关联。然后,通过分析电流型逆变器调制策略下励磁能量泄放回路时间常数的影响因素,建立了面向配电网过流保护的同步DG励磁控制方案。最后,通过仿真分析验证了该励磁控制方案的有效性及其对转子匝间绝缘的影响。该方法只需要通过对全控型器件变流器的控制,即可抑制同步DG对过流保护的影响。     

基于复合故障补偿因子的微电网反时限电流保护方法

为了解决逆变型分布式能源(Distributed Generator, DG)对微电网保护速动性和协调性的影响,提出了一种基于复合故障补偿因子和天牛须搜索(Beetle Antenna Search, BAS)算法的改进反时限微电网电流保护方法。首先,通过分析故障时保护安装处的电压分布特性,并结合测量阻抗特征构建复合故障补偿因子,以解决反时限过电流保护由于短路电流变化引起的动作延时问题,提高保护速动性。同时,为了解决DG接入、微电网运行方式改变等因素引起的微电网保护协调问题,利用BAS算法对改进反时限电流保护的参数进行优化,以保证相邻保护的协调配合。最后,在DIgSILENT/PF软件中建立微电网仿真模型,以验证改进方法的有效性。仿真结果表明,与传统反时限过电流保护相比,改进保护方法在速动性方面明显提升,且在微电网不同运行模式、故障条件下均满足协调性要求。     

基于系统电压分布曲线拟合的后备保护方案

拓扑结构的多样性和电源特性的复杂性使得基于稳态电流量的后备保护整定工作量大且失配现象时有发生,无需整定且具有自动配合功能的后备保护技术是继电保护工作人员追求的目标。在分析了传统反时限过流保护存在的问题和辐射状配电网正、负序电压故障分量分布特征的基础上,提出了基于系统电压分布曲线拟合的后备保护方案。所提方案利用综合电压序分量的系统分布与各级保护实现逐级配合的最小动作时间拟合具有反时限特性的动作曲线,得出拟合后的分段函数表达式。由其计算的保护动作时间可自动反映各保护与故障位置的拓扑关联关系,在满足选择性和快速性要求的前提下实现各级保护的自适应配合。DG接入不会改变综合电压序分量的分布特征,因而所提方法对含DG的网络具有自适应性。理论分析和仿真结果表明,所提方法可自动实现任一点故障时上下级保护的快速、逐级配合。     

分布式发电接入对配电网继电保护的影响分析

分布式发电接入配电网后,对配电网系统继电保护会产生影响。针对传统单电源放射式配电网络,研究了分布式发电接入位置和接入容量对过电流保护的影响,研究结果对含分布式发电的配电网继电保护的整定有参考价值。     

Adaptive overcurrent protection scheme coordination in presence of distributed generation using radial basis neural network

The operational performance of conventional overcurrent protection relay coordination connected to a distribution network is adversely afected by the penetration of distributed generators (DG) at diferent buses in the network. To address this problem, this paper proposes a novel adaptive protection coordination scheme using a radial basis function neural network (RBFNN), which automatically adjusts the overcurrent relay settings, i.e., time setting multiplier (TSM) and plug setting multiplier (PSM) based on the penetration of DGs. Short circuit currents and voltages measured at diferent buses are acquired using the remote terminal units (RTU) connected to diferent buses within the terminal network. Communication between the various remotes and local end station RTUs is through hybrid communication systems of fber optic and power line communication system modules. The new adaptive overcurrent protection scheme is applied to the IEEE 33-bus distribution network with and without DGs, for single and multi-DG penetration using both the ETAP and MATLAB software. The simulation results show the proposed scheme signifcantly improves the protection coordination.     

基于BFOA算法的配电网DG选址定容方法

发展分布式能源系统对于实现的“碳达峰”和“碳中和”,提升可再生能源的开发利用具有重要意义。提出一种基于细菌觅食优化算法（BFOA）的配电网分布式电源（DG）选址定容方法。建立以配电网的功率损耗指数、电压偏差以及安装分布式电源所降低的净运行成本最小为目标的数学模型及约束条件,提出损耗敏感系数（LSF）来确定DG安装位置,并引用BFOA算法求解DG的最佳容量。仿真表明,相对于传统优化算法,BFOA算法在模型求解时间和收敛速度上具有明显优势,所提规划方法能够最大限度地降低功率损耗和运行成本,并提高系统的电压稳定性。     

Advanced Coordination Method for Overcurrent Protection Relays Using Nonstandard Tripping Characteristics

This paper describes an advanced coordination method for an optimized protection time grading based on a new nonstandard tripping characteristic for overcurrent protection relays. The intention is the highest possible reduction of tripping times for a selective fault clearing in distribution networks protected by overcurrent relays without communication links. The new nonstandard tripping characteristic will be described from its basic idea to its constraints of the optimization problem. The optimization is solved by the method of Lagrange generalized with the Karush-Kuhn-Tucker conditions and is aimed at selective fault tripping with shorter tripping times as standard characteristics and conventional coordination methods. Overcurrent relay coordination becomes a mathematical optimization task. A comparison with the standard characteristics and conventional coordination methods shows a notable advancement regarding their average and maximum tripping times which can be achieved using this new method.