两端电源供电交直流混合配电网直流侧故障特征和接地方式

交直流混合配电网是从交流配电网向直流配电网过渡的有效解决方案。为提升交直流混合配电网传输容量与供电可靠性,多端供电结构逐渐被广泛采用。从两端电源供电结构入手,研究当发生单极接地故障时的直流侧故障特征及接地方式。通过对故障回路的分析,研究了发生故障后电流的阶段性特性,推导故障电压与电流的时间表达式,并通过数学简化得到故障过电流峰值与达到峰值时刻的简单计算式。在此基础上,通过实例给出了选择接地电阻阻值的方法。研究分析了当两侧回路参数不对称时的故障电流振荡现象和规律,并提出基于等效拆分法的四阶微分方程回路计算方法进行故障电流计算。仿真结果表明,所提出的计算方法和接地方式适用于两端电源供电的交直流混合配电网的直流侧,有助于交直流混合配电网的安全、稳定、可靠运行。     

基于柔性直流技术的一种交直流混合配电网可行性研究

随着配电网中负荷的快速增长和分布式电源迅速发展,传统配电网需要进行一定的升级改造才能满足新增负荷和分布式电源的需求。立足于“手拉手”式接线的传统中压配电网结构,提出了利用柔性直流技术构建交直流混合配电网的改造方案,对其网架结构和控制策略进行了介绍分析。之后,以辽宁省某供电区域为例,对建设交直流混合配网、增建交流配电网和增建直流配电网三种配电网改造方案的经济性进行了对比分析。分析证明交直流混合配电网具有最低的系统运行损耗,当配电网运行年数超过5年时,建设交直流混合配电网具有最低的总投资费用。最后,分析总结了交直流混合配电网的综合优势和发展前景,证明了交直流混合配电网能够成为配电网改造的可行方案。     

交直流混合电网故障耦合特性分析与继电保护研究

随着交直流混合程度加深,电网运行难度明显增加,保障交直流混合电网安全运行已成为我国电网重大而紧迫的需求.换流站是交直流混合电网的枢纽,区别于传统同步机电源,故障耦合特性呈现复杂性.从换流站对扰动的响应与传递特性出发,阐述了其耦合特性及产生机理,为交直流混合电网的故障分析与保护研究提供了理论基础.在此基础上评估了交直流线...     

计及柔性直流装置的交直流配电网保护控制研究

交直流混合配电网可更好地接纳分布式电源和直流负荷,缓解城市电网站点走廊有限与负荷密度高的矛盾,已成为现代城市配电网的一个重要发展趋势。接入柔性环网控制装置后,配网由单端电源供电网络变为多端电源供电网络,其可靠性面临新的挑战。通过对交直流混合配电系统的故障特点进行总结,分析接入柔性直流控制装置后柔直侧及系统侧的保护影响,提出基于时序配合的智能装置协同控制架构。利用柔性电力电子器件的快速响应特性,设计柔性直流控制装置与交流保护控制装置配合的保护控制策略。在GOOSE有向节点及快速通信机制的作用下,运用保护控制协同策略进行故障定位及隔离,有效地增强了含柔性互联装置的交直流混合配电网可靠性,具有工程实用价值。     

交直流混合主动配电网关键技术研究

配电网担负着电能的配送任务,传统配电网的电能传送是单向的,随着分布式电源大量接入,配电网的电能可能出现双向流动。由于分布式电源具有随机性和间歇性的特点,增加了配电网运行控制的难度。为了满足大规模分布式电源接入的要求,在北京延庆建设交直流混合主动配电网,提高配电网的能源配送和优化能力,支持高渗透率分布式能源的充分消纳,降低系统损耗,提高设备利用率,实现高可靠高质量供电,延缓增容建设投资。     

分布式风电接入交直流混合配电网的研究

用户负荷特性的改变和电力电子技术的发展使得直流配电网重新得到重视。构建了一种含分布式风电的新型交直流混合配电网,分析了传统配电网中风电场母线电压波动的原因,提出了适合交直流混合配电网特性且能够稳定风电场母线电压的控制策略。在PSCAD/EMTDC中建立了风电场交直流混合配电网的仿真模型,对所提出的控制方法进行验证。结果表明,与传统配电网相比,新型交直流混合配电网能更好地消纳风电波动功率,且风电场母线电压稳定性更好。     

交直流混合配电系统评价体系研究

城市负荷密度快速增长对城市配电网供电能力及电能质量要求不断提高,以交流输电为主的城市配电网发展面临越来越大的困难和挑战,包含柔性直流输电线路的交直流混合配电系统必将成为解决城市配电网发展的有效途径之一。本文根据交直流混合配电系统的特点,分析交直流混合配电系统评价的影响因素,建立技术经济评价指标体系,并按照差异化的原则,确定了不同指标的分类评价标准。在此基础上,根据指标属性特点对指标进行了分类,给出了评价指标分值的实用化计算方法。     

交直流混合配电网能效综合评价方法

为了探究交直流混合配电网的节能潜力,并满足用户对供电可靠性和电压质量的要求,提出了一种交直流混合配电网能效综合评价方法。首先,分析了交直流混合配电网中影响能效的传统因子和新型因子,并推导出了各影响因子的量化模型;其次,从中压配电网、配电变压器、低压直流配电网和低压交流配电网4个方面构建了交直流混合配电网能效评估指标体系;最后,以某地区配电网为案例,对改造前的交流配电网和改造后的交直流混合配电网进行了能效评估。结果表明,交直流混合配电网的能效等级高于传统交流配电网,且性能指标方面也有明显优势。     

考虑新型直流负荷接入的交直流混合配电网负荷承载能力分析

随着我国以新能源为主体的新型电力系统建设进程的不断加速,电动汽车充电设施、数据中心等新型直流源荷爆发式增长,科学、合理地计算交直流配电网的负荷承载能力,是当前城市配电网精细化评估与规划的关键环节.提出了一种考虑潮流约束和N－１约束的交直流混合配电网负荷承载能力评估方法,充分考虑N －１供电可靠性约束和各类用户的负荷时序特性不同及差异化的电能质量需求,建立了交直流混合配电网负荷承载模型,并以天津某地区两条实际馈线为算例验证了该评估方法的可行性和科学性.     

交直流混合主动配电网关键技术研究

如何引导灵活性资源参与电网优化运行是智能电网面临的重要问题,而交直流混合配电网的分区化和多元化也给优化运行带来新的挑战。提出了一种考虑灵活性资源参与的交直流混合配电网双层优化方法。首先,分析了供需两侧灵活性资源模型,通过对负荷聚类划分峰谷时段并制定合理分时电价,并从供需平衡的角度定义运行灵活性评价指标;其次,综合考虑需求响应、风光不确定性等因素,建立兼顾灵活性和经济性的交直流混合配电网双层优化模型,其中,上层模型以柔性负荷调度策略为决策主体,下层模型侧重于灵活性供给资源的运行策略,并利用分布鲁棒优化方法进行求解。最后,算例仿真结果验证了本文所提优化方法的合理性和有效性。

     

利用电力电子装置的探测式故障识别技术分析与展望

电力电子装置在电力系统大量接入改变了电网故障特征,适用于同步机激励下电网的常规继电保护面临挑战。电力电子化电力系统故障暂态特征复杂、持续时间较短,限制了被动检测保护技术的应用和发展,利用电力电子设备的可控能力可以提高继电保护对故障的甄别能力。文中总结了控制与保护融合的探测式故障识别方法的关键技术,对能够实现主动探测的电力设备进行了分类,阐述了实现注入操作的可行性和注入探测信号的物理限制,最后探讨了探测式故障识别方法的应用场景,并给出了研究展望。     

交直流碰线故障对变压器差动保护影响的实证分析

在实际工程中,目前较为常见的是交流、直流线路交叉跨越的情况,特别在南方地区交流线路错综复杂,南方电网作为多个直流工程的落点,交直流交叉跨越现象更加明显。文中以金中换流站实用的PSCAD仿真模型为基础,搭建了交直流系统共存的仿真模型,并选取220 k V,500 k V交流系统作为典型场景进行分析,仿真交流变压器区外发生金属性的交直流碰线故障。根据仿真波形的分析结果,给出了交直流碰线故障时变压器差动保护的特性分析结果。     

交流系统故障对直流输电系统的影响及改进建议

远距离、大容量、交直流混合运行电网中,交直流系统间的相互影响非常复杂。文中以南方电网交直流混联系统运行实例为基础,讨论了直流系统控制功能在交流系统故障期间的作用,分析了交流系统故障时可能误动的相关直流保护监视功能及换流变和站用变保护等,并给出了相应的改进建议。这不仅有助于提高直流输电系统的运行维护水平,确保交直流系统的安全稳定运行,还为未来直流输电系统的设计、交直流输电系统控制保护功能的合理配合等提供了有益的参考。     

HVDC系统换相失败对交流电网继电保护影响的机理分析

在交直流互联系统中,交流电网故障引发的直流换相失败可导致交流电网保护不正确动作。分析建立了换相失败情况下逆变器的开关函数模型和直流电流暂态变化模型;根据调制理论及卷积定理,推导出了换相失败情况下直流系统注入交流电网的等值工频及工频变化量电流的动态相量模型;通过分析表明该等值工频及工频变化量电流的变化特性有别于纯交流系统,可能造成交流电网故障引发换相失败时交流电网保护的不正确动作;最后,结合两种具体的交流电网保护,分析了直流换相失败导致交流电网保护不正确动作的机理,为交直流系统继电保护策略研究提供了理论基础。     

交直流交叉跨越碰线故障分析及处理策略

电网交直流系统混联运行中交流/直流线路交叉跨越现象较为常见,较容易出现交直流线路碰线故障。文中从目前国家电网和南方电网直流输电工程针对交直流碰线故障的两种不同处理方法出发,分析其中隐藏的问题。故障无法切除的情况下南网工程采用的闭锁策略出现闭锁后直流过电压;国网工程采用的闭锁再启动逻辑策略实际上不起作用。在分析交直流碰线故障特征的基础上,提出交直流碰线故障由交流线路保护系统切除故障、直流输电控制保护系统报警的处理策略建议。问题分析及所建议处理策略均采用EMTDC仿真予以佐证,还仿真了不同闭锁策略和多线路同时碰线的情形。     

交直流混合电网中直流50 Hz和100 Hz保护研究

对于远距离、大容量、交直流并联运行电网,交直流控制保护的配合对电网的安全稳定有着重要的影响。直流基频和2次谐波保护是交直流系统间相互配合的基本保护功能。利用EMTDC仿真软件和实时数字仿真(RTDS)对交直流混合运行电网中直流系统50Hz和100Hz保护整定原则进行了深入研究,提出了与交流系统故障清除时间和直流主设备承受能力相配合的100Hz保护整定原则,并给出了基于EMTDC仿真的定量计算方法。该整定原则已应用于南方电网的天广、高肇和兴安直流输电系统,解决了南方电网中存在的交直流保护不配合的关键问题。     

配电网多级继电保护配合的关键技术研究

为了更好地进行配电网继电保护配合设计,推导了实现多级3段式过流保护配合所需要的条件,提出一种区分两相短路和三相短路故障配置差异化定值的改进方法。以环状配电网为例,探讨了相互联络的配电网多级3段式过流保护的配置方法。在此基础上,综合时间级差配合方式,提出了4种配电网多级继电保护配合模式,分别分析了其特点。结合实例对所建议的方法进行了详细分析,结果表明差异化定值的改进方法能够有效增大保护范围,所建议的多级保护配合模式、配置和参数整定方法是可行的。     

继电保护面临的挑战与展望

结合中国电网交直流混联、电力电子化、清洁能源接入等发展态势,分析了现代复杂电网故障特性发生的改变,提出了当前继电保护技术面临的形势与挑战,总结了继电保护技术发展需要坚持的原则,探讨了"即插即用的就地化保护"、"优化配置的后备保护"、"智能化运维体系"、"三大继电保护技术支撑平台"、"直流控制保护"、"继电保护前瞻性技术"等重点发展方向。