地铁供电系统直流侧矩路暂态过程分析

24脉波整流系统因具有很强的削弱网侧谐波电流的功能,已广泛应用到城市轨道交通电网建设中.精确计算出该牵引整流系统的直流侧短路电流对设计短路时保护器件和相关电力设备是非常重要的.牵引整流系统直流侧短路可分为粘流所直流侧近端短路和牵引网远端短路.通过分析分别建立了近端短路暂态和稳态计算模型以及远端短路暂态计算模型,并通过Matlab对该模型进行了仿真,其结果表明了该模型的正确性.     

一种新型城市轨道交通馈线电流保护方法

在直流牵引供电系统中,机车的启动电流越来越大,机车启动过程越来越类似于非金属短路故障过程,多机车的启动过程越来越接近于中远端短路故障过程,使得直流馈线电流上升率及电流增量(DDL)保护发生拒动、误动的可能性增大。通过仿真分析了现有DDL保护的缺陷,提出了一种电流保护方法。该方法基于电流积分值、电流平均值和最大值的比值,可以区别机车启动电流和非金属短路故障电流,多列车同时启动电流和中远端短路电流,给出了整定值。仿真验证了该保护方法的可靠性。     

地铁直流供电系统的短路故障仿真与保护策略研究

分析了地铁直流供电系统的故障类型,基于MATLAB/Simulink建立了直流供电系统的短路故障仿真模型,得到了不同短路情况下的电流仿真波形,通过仿真结果,分析了地铁直流线路短路故障电流的特点.根据直流保护需要考虑的因素,提出了地铁直流供电系统短路故障的保护策略和原则.     

感应发电机接入配网的三相短路电流峰值评估

短路电流计算是分布式发电接入配网规划和保护的基础。研究感应发电机(IG)的故障暂态特性,利用IG静态等值电路推导出配网三相短路时其定子短路电流的解析表达式,进而比较配网近端和远端短路情况下的IG三相短路电流,分析IG转子和定子磁链强制分量比例系数特性,研究IG转速变化对其短路电流直流分量和周期分量的影响。根据配网短路故障后IG转速的变化规律,提出IG接入配网的三相短路电流峰值评估方法。采用PSCAD/EMTDC仿真软件中IG的5阶动态模型仿真验证了该方法的正确性。     

柔性直流贡献短路电流影响因素及工程算法误差分析

目前,柔性直流输电技术已在国内外具有日趋广泛的工程应用,但对于近区交流故障时,柔性直流贡献短路电流的关键影响因素及计算方法的研究尚不深入.针对这一问题,本文通过电磁暂态仿真,研究了交流侧短路时柔性直流贡献短路电流的暂态特性及短路电流各分量间的矢量关系,分析了柔性直流容量、限流方式、控制方式/定值等因素对短路电流幅值、相位的影响过程和机理.最后以国内某柔性直流系统为例,对比分析了几种工程常用短路电流算法在柔性直流不同运行、控制方式下的计算结果及误差来源,得出正确处理短路电流各分量间的相角差异是提高计算精度的关键.     

MMC-HVDC系统换流器桥臂短路故障暂态特性分析

桥臂短路故障是模块化多电平换流器型高压直流输电(MMC-HVDC)系统中的严重故障。在换流器不闭锁和闭锁这2种情况下对桥臂短路故障的暂态特性进行分析:针对换流器不闭锁的情况,对两端换流器的桥臂电气量暂态特性进行较为全面的阐述,重点分析了桥臂短路电流的组成;针对换流器的闭锁情况,建立了桥臂短路电流通路的电路模型,推导了桥臂短路电流的解析表达式,分析了系统交直流侧电压电流的动态变化过程并给出了桥臂短路故障的保护配置方案。基于PSCAD/EMTDC搭建双端MMC-HVDC仿真模型,仿真结果验证了理论分析的正确性和保护配置的有效性。对桥臂短路故障暂态特性进行分析可为MMCHVDC系统换流器保护区的保护配置方案提供参考。     

基于直流断路器转移支路动态电阻特性的柔性直流输电系统保护动作分析与改进

当直流断路器通过其各支路间的换流清除故障电流时,会导致系统的故障暂态电气量发生变化。现有直流保护在进行原理设计时大多未考虑直流断路器动作特性的影响,因而有可能不正确动作。因此对于柔性直流输电系统,分析了直流短路故障过程中直流断路器的动作特性,给出了考虑直流断路器各换流支路故障电流熄灭特性的短路电流解析表达式,验证了现有的电流微分保护、低压过流保护以及差动保护的动作适应性,进而提出一种基于电流积分值的保护算法,解决了电流微分保护会出现误动的问题并且具有较强的抗过渡电阻和噪声的能力。最后利用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件搭建 ±320 kV双端柔性直流输电系统模型,仿真结果验证了理论分析的正确性和保护算法的适用性。     

某核电厂220V直流系统短路电流计算与保护整定研究

根据某核电厂220 V直流系统的结构特点,建立了系统二次配电屏处短路电流计算的模型,根据模型分析计算了各二次配电屏处短路电流,并根据短路电流的大小对保护设备容量和整定值的选取进行了分析。     

双极短路故障下海上风电MMC-HVDC并网系统的暂态运行特性

双极短路故障作为最严重的直流系统故障,研究该场景下海上风电模块化多电平换流器型高压直流输电(modular multilevel converter-high voltage direct current,MMC-HVDC)并网系统的暂态运行特性对于系统的断路器配置与控制方案设计有着重要意义.首先分析了直流断路器(direct current circuit breaker,DCCB)未动作时换流站短路电流的产生机理,并提出了风电场侧与电网侧交、直流短路电流的计算方法.其次,研究了计及DCCB控制作用下换流站交、直流侧暂态电压、电流特性,并考虑了风电场运行工况和限流电抗参数对其暂态特性的影响.最后,基于PSCAD/EMTDC仿真平台搭建了全系统的电磁暂态模型,通过仿真分析了双极短路故障下有无DCCB控制时换流站的暂态电压、电流特性.研究表明:所提短路电流计算方法具有良好的精度,且DCCB动作后风电场侧交、直流电压恢复速率与其输出有功功率呈正相关关系.该研究工作可为系统的电气设计、断路器选型提供理论依据,也可为系统故障恢复阶段控制方案的制定奠定基础.     

地铁直流牵引供电系统中的DDL保护

分析了地铁直流牵引供电系统中几种常用的馈线保护类型,发现现有的保护方法很难避免跳闸保护拒动或误动现象的发生,并且不能保护馈线的全长。以电流上升率保护和电流增量保护为基础,提出了一种新型的DDL保护方法及整定原则,并推导出了完整的动作方程。该方法有效地避开了列车启动电流的影响,不但可以迅速切除近端的短路故障,而且通过延时跳闸还可以切除远端短路故障。仿真结果表明该方法设计合理,切实可行。     

高比例变流型电源并网的输电系统三相短路电流计算

高比例变流型电源接入输电系统可能提高系统短路电流水平,导致电力设备选型面临更高的动热稳定要求。通过分析变流型电源实验平台的短路电流测试波形的包络线变化规律,获取其三相短路电流表达式。根据变流型电源在故障不同阶段呈现的短路电流输出特性,提出故障暂态和稳态阶段的等值电路。应用叠加定理分别计算含变流型电源电网短路电流交流分量和直流分量,并对冲击电流进行评估,其结果可用于电网规划及设备选型;最后用6节点的500 kV淮南电网和35节点的220 kV淮宿电网实际算例,将所述方法、常规电压源等值法的计算结果与电磁暂态仿真结果进行对比,验证了所述方法的有效性。     

变结构模型发电厂主系统短路电流计算方法

提出将断路器作为一条阻抗为零的支路模拟,应用线性网络特性、定理及变结构与变参数方法．导出了相当于在断路器两侧分别发生短路故障时,计算通过断路器短路电流的通用模型和算法。用该计算模型对某电厂进行短路电流计算,计算表明其结果的正确性。该方法适用于电气设备选择和继电保护整定计算,同时,还能考虑各种运行方式的改变对短路电流的影响。     

基于动态短路电流计算的继电保护定值在线校核系统

基于暂态仿真得到动态短路电流计算方法,比较了动态短路电流计算方法与静态阻抗等值方法对电网模型处理的差异,指出了动态短路电流计算方法的优越性。基于动态短路电流计算方法设计,建立了继电保护定值在线校核系统。通过能量管理系统获得当前电网真实的运行状态,自动进行各类故障情况下的暂态仿真计算,获得系统各处的短路电流,实现了对继电保护定值的实时在线校核计算;与继电保护装置的当前定值进行比对,对存在安全隐患的情况进行预警。阐述了继电保护定值在线校核系统的实现方案和具体功能。介绍了继电保护定值在线校核系统在华北电网的应用情况。     

适用于继电保护整定计算的双馈风电机组等效模型

随着双馈风电机组并网容量的不断增加,风电机组的接入对电网继电保护的影响逐渐增强,研究适用于继电保护整定计算的双馈风电机组短路电流计算方法尤为重要。为了解决这一问题,并考虑到继电保护整定计算的实用性,建立了一种适用于继电保护整定计算的双馈风电机组等效模型。通过对双馈风电机组基本关系式的推导,得到了双馈风电机组的简化等效电路。通过对简化等效电路以及双馈风电机组发生短路故障时的暂态过程进行研究,推导出等效电动势的表达式,并进一步推导出了双馈风电机组的短路电流计算公式。最后通过仿真验证了等效电路和短路电流计算公式的准确性,为双馈风电机组的继电保护整定计算提供了一种新的等效模型。     

输出短路故障下的DAB暂态过流分析

文章详细分析运行在双重移相下的双有源桥在输出短路故障下的暂态过程。分析过程采用时域分析法,并实现内部及外部电路的解耦。针对不同的模态,推导双有源桥在不同类型短路故障后,内部电流、输出电压和输出电流的暂态表达式,进而论证暂态过程中存在的过流现象,指出最严重的过流风险。基于暂态过程的分析结果,该文提出在输出端串联电感来实现双有源桥的短路故障穿越的方法,并推导了串联电感值的范围,使双有源桥在内部电路无过流风险的前提下,提供合适的短路故障特征。基于MATLAB/Simulink软件对50k W的双有源桥模型进行仿真,同时搭建500W的实验样机并完成实验验证。仿真及实验结果验证所提分析结果及方法的正确性。     

基于故障区域局部迭代的工程实用化新能源短路电流计算

新能源快速发展,正在由辅助电源向主力电源过渡.现有新能源工程短路电流计算存在两大问题.一是用1.2～2倍额定电流表征新能源故障特性,过度简化导致计算精度差,难以满足保护要求;二是现有短路电流整定计算软件不支持迭代,因而无法根据节点电压变化而更新新能源故障电流,体现其压控电流源特性.针对该问题,首先,基于新能源的故障特性精细化解析模型,结合现场故障录波数据,构建满足工程实用计算要求的电压电流映射关系;然后,根据电网故障后节点电压跌落程度和节点之间的连接关系划分故障区域,并在故障区域内依据新能源的工程实用化计算公式进行局部迭代计算来求解网络的节点电压和短路电流,从而避免了全局迭代可能带来的收敛性问题,同时也缩短了计算时间;最后,通过工程计算软件验证了所提方法的计算效果.     

基于双馈风机短路特性的风电场集电线路继电保护整定方法研究

目前的定值整定工作中往往将风电场作为负荷或常规电源进行分析计算,已经导致了多起事故,因此深入研究风电场的故障特征以及对系统继电保护的影响显得非常重要。首先,在双馈风机短路等值参数模型的基础上,研究了风机短路特性对集电线路保护的影响和集电线路继电保护整定值整定方法。其次,充分考虑了风机短路故障电流的影响,并提出了一套完整的集电线路系统继电保护定值整定方法。该方法分析了三相短路和两相短路的短路电流,提出了集电线路相间过电流保护和汇集线接地故障的零序电流保护的整定原则和计算过程。该策略避免了风机发生故障时产生的过电流对下游集电线路继电保护装置造成冲击和误动,目前已经在实际风电场得到了应用,验证了该方法的有效性。     

分布式光伏短路特性对配电网保护的影响研究

分布式光伏电源使配电网从单电源辐射型网络变为双向的多电源网络,电网潮流、系统故障时的短路电流均发生变化,传统的继电保护整定方案已经不能满足新型运行方式下的要求.建立光伏电站的等值模型并对其短路故障特性进行仿真分析.然后结合具体工程实例,研究不同的光伏接入容量对地区电网短路水平的影响.在上述仿真研究的基础上,进一步分析分...     

含换流器型分布式电源配电网的不对称短路电流计算方法

为了满足配电网不对称短路计算的通用性要求,针对换流器型分布式电源(inverter based distributed generation, IBDG)不对称短路特征的多样性,研究含IBDG配电网的不对称短路电流计算方法。该方法从通用计算模型出发,根据IBDG不对称短路的正负序电流控制原理及在不同控制目标下的短路电流输出特性,结合低电压穿越和限流控制对IBDG输出不对称短路电流的具体要求,建立一种通用的、适用于多种控制目标的IBDG不对称短路正负序等效模型。基于该模型建立含IBDG配电网通用的不对称短路等效电路和计算方程,得到一种适用于多种IBDG控制目标的、配电网任意节点发生任意不对称短路的短路电流通用计算流程。最后,在一个配电网算例中对所提计算方法进行验证,结果表明了所提方法的正确性和有效性。     

分布式电源短路计算模型及电网故障计算方法研究

分布式电源的发电模式及并网方式多样,其馈入电网的故障电流特性与传统交流同步发电机相比存在较大差异,使以传统交流同步电机供电电源为基础的短路电流分析理论和方法难以满足分布式电源接入后电网故障分析的要求,给继电保护原理研究和整定计算提出了新的课题并备受关注。根据不同类型分布式电源的低压穿越运行技术要求,建立逆变型电源的短路计算模型。并考虑异步型电源撬棒保护的动作行为特征,建立了异步型电源在电网严重和非严重故障条件下的等值计算模型。进而,提出了含分布式电源接入的电网故障计算方法。仿真对比分析表明,电网故障计算方法精度较高,能更好地满足工程应用要求。