含分布式电源配电网的短路电流计算方法研究

分布式电源接入配电网将对配电网的短路电流水平产生一定的影响。基于电机型和换流器型分布式电源的短路电流特性,得到分布式电源在配电网发生短路时的等效模型。将包含分布式电源在内的所有电源处理为故障电流源,将故障网络分解为正常分量网络和故障分量网络,按照节点电压方程分别计算短路电流的正常分量和故障分量,可得到不同短路类型下的短路电流。通过示例系统仿真结果的对比分析,验证了所提方法的有效性。该方法可应用于大规模配电网络短路电流的计算机求解。     

基于IIDG电流相位控制的配电网故障电流抑制方法

我国配电网正面临着高渗透率分布式电源接入的挑战,配电网的拓扑结构与潮流方向发生了本质改变,易导致继电保护装置产生拒动或者误动。针对分布式电源大多通过电压源型逆变器并网这一现状,提出了基于逆变器电流相位控制的故障电流抑制方法,在dq坐标系下对逆变器输出电流相位进行控制,使得流过继电保护装置的故障电流幅值近似等于电网侧的短路电流,消除逆变型分布式电源提供的短路电流对继电保护装置的影响,减少继电保护装置的升级需求。在DIgSILENT/PowerFactroy仿真软件中搭建IEEE 13节点系统,仿真结果验证了所提控制策略的正确性及有效性。     

分布式光伏电源对配电网短路电流影响的仿真分析

为应对分布式光伏电源接入配电网的挑战,从分布式光伏并网逆变器的电路拓扑和控制策略出发,仿真分析了并网逆变器在配电网发生三相相间短路故障、两相相间短路故障以及分布式光伏电源不同出力时输出电流的变化特性,同时仿真分析了逆变器自身绝缘栅双极型晶体管(insulatedgate bipolar transistor,IGBT)器件开路、交流侧单相断线故障时输出电流的变化特性,得出无论配电网发生三相或两相短路,由光伏供出的短路电流都不超过其额定电流的1.5倍的结论,并对逆变器自身故障的保护提出了要求。     

分布式光伏电源对配电网短路电流影响的仿真分析

为应对分布式光伏电源接入配电网的挑战,从分布式光伏并网逆变器的电路拓扑和控制策略出发,仿真分析了并网逆变器在配电网发生三相相间短路故障、两相相间短路故障以及分布式光伏电源不同出力时输出电流的变化特性,同时仿真分析了逆变器自身绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)器件开路、交流侧单相断线故障时输出电流的变化特性,得出无论配电网发生三相或两相短路,由光伏供出的短路电流都不超过其额定电流的1.5倍的结论,并对逆变器自身故障的保护提出了要求。     

含分布式电源的配电网故障分析的解耦相分量法

分布式发电系统的接入改变了配电系统的故障电流分布,传统的配电网故障分析方法已经不能满足未来分布式发电系统的需求.针对含分布式电源的配电网故障分析开展研究,提出了合分布式电源的配电网故障分析计算的解耦相分量法.将含有分布式电源的配电网分解成"梯形"网络和"辐射状"网络,选择短路点为边界节点,借助于相序参数变换技术,通过三相解耦等值电路计算故障点短路电流,并利用支路电流分流系数计算任意节点电压.所提算法无需形成配电网节点复数导纳或阻抗参数矩阵;可以精确地模拟故障;可方便地计及短路点接触电阻的影响;避免了复杂的序网连接.采用20节点算例对所提方法进行了测试,算例结果证明了该算法的可行性和有效性.     

三相四线制系统中计及零序电流特性的分布式电源逆变器有功和无功功率控制

分布式电源逆变器广泛应用于三相四线制系统,在发生接地故障时,逆变器应该实现低电压穿越的要求,另外,四线制系统下的故障零序特性不能忽略。提出一种能够同时实现以上两个目标的控制策略。基于对分布式电源逆变器控制和并网系统的故障零序电流特性分析,将逆变器的故障电流控制在最大限值内,并通过注入正负序电流消除对零序电流特性曲线产生的不利影响。最后通过实际工程算例分析,验证了所提控制策略的正确性和可行性。     

考虑分布式光伏低电压穿越的配电网改进短路电流计算

分布式光伏电源规模化并网使传统的短路电流计算方法不再适用。文中通过对光伏电源的并网点电压和故障输出电流进行定量分析,改进了考虑低电压穿越策略的光伏电源故障等效模型,使其更适用于实际工程计算。在此基础上利用叠加原理将配电网短路故障等效电路分解为电源不突变网络和电源突变网络,提出了改进的含分布式光伏电源配电网短路电流计算方法。通过对算例的仿真计算和数据分析,验证了所提方法的准确性和时效性。     

多DG不确定性建模及其对配电网谐波潮流的影响

分布式电源(DG)出力的随机性和间歇性导致其并网谐波电流具有不确定性,进而导致含DG配电网的谐波分布具有不确定性。为处理配电网谐波潮流计算中DG作为谐波源的不确定信息,以复仿射数代替点值,建立DG并网逆变器输出阻抗复仿射模型,该模型反映了直流侧电压源的不确定性对DG并网谐波电流的影响。在所提模型的基础上,改造传统确定性谐波潮流算法,提出含多DG配电网的不确定谐波潮流计算方法分析DG不确定性对谐波潮流的影响。采用典型33节点配电网算例进行仿真,与确定性分析方法计算结果的对比验证了所提方法的有效性和应用价值。     

以改造配电网设备适应性为目的的分布式电源准入容量计算

针对并网分布式电源对配电网设备运行的影响,提出分布式电源在配电网稳定运行和短路故障情况下的计算模型,以配电网输电线路、断路器及电流保护等主要设备的安全运行作为约束条件计算分布式电源极限准入容量,并得到限制分布式电源并网容量的配电设备及相关参数,以此为依据定位配电网设备适应能力薄弱点并提出相应的改造措施。计算结果表明,个别配电设备对分布式电源的适应能力较差,大大制约了分布式电源并网容量的增加。对此文中提出一种通过更新少量设备以有效提高配电网设备适应能力的改造策略,并通过对某10 k V配电网的仿真计算验证了所提改造策略的有效性。     

含多类型分布式电源的主动配电网三相潮流计算

随着不同并网方式和控制策略的分布式电源大量接入,传统配电网的潮流算法不再适用于含大量分布式电源的主动配电网。首先建立了不同控制方式和接线方式下同步发电机、异步发电机、电力电子逆变器和双馈感应风机的三相序分量稳态模型,并在此基础上采用序分量三相解耦潮流算法对含分布式电源的主动配电网进行三相潮流计算,同时考虑了分布式电源运行中的限值约束条件。通过对IEEE 33节点三相不平衡配电系统算例进行仿真,表明该算法能有效处理各种类型分布式电源及其在运行中的限值约束,具有良好的收敛性。     

含低电压穿越型分布式电源配电网的短路电流计算方法

换流器型分布式电源(DG)在配电网中的应用使传统配电网的短路电流计算方法不再适用。根据DG在配电网故障点前后位置的不同,将DG处理为不同类型的故障等效模型,故障点上游DG采用低电压穿越故障等效模型,故障点下游DG采用恒定电流源故障等效模型。提出了一种基于叠加定理的短路电流迭代计算方法,在每一次迭代过程中,根据当前节点电压和DG的故障等效模型分别修正故障点上游DG和下游DG的输出短路电流,并利用节点电压方程求解配电网的短路电流和节点电压分布,直到满足收敛条件。通过对算例系统的分析计算,验证了所提方法的正确性。该方法可应用于含DG的大规模配电网的短路电流求解。     

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。     

含固态限流器的分布式发电系统故障计算新方法

分布武电源的接入和固态限流器的采用使传统的配电网故障分析方法已不能满足未来分布式发电系统的需求。针对含分布式电源的配电网故障展开研究,提出了一种含固态限流器的分布式发电系统故障计算新方法。该方法无需形成配电网节点复数导纳或阻抗参数矩阵,可方便计及固态限流器及短路点接触电阻的影响,避免了复杂的序网连接。采用20节点算例对所提方法进行了测试,算例结果证明了该算法的可行性和有效性。     

基于故障等值网络的双馈风电机组三相短路电流计算方法研究

目前关于双馈风电机组短路电流的研究主要基于传统磁链分析方法。提出一种计算双馈风电机组定转子三相短路电流的新方法。首先将发生三相对称短路的故障网络分解为无故障网络和故障附加网络,在此基础上,考虑机端电压相位跳变以及转子侧变流器调控的影响,从功能解耦的角度出发,进一步将故障附加网络分解为定子侧故障附加网络和转子侧故障附加网络。然后利用Laplace变换方法计算两组故障附加网络下的定转子短路电流增量,并推导全电流解析式。仿真及动模实验结果均验证了定转子短路电流表达式的正确性,对于含双馈风电机组的电力系统短路电流计算和继电保护整定意义重大。     

基于故障信息自同步的有源配电网纵联保护

随着分布式电源大量接入配电网,配电网结构变为多端电源网络,解决多端电源网络保护问题最行之有效的方法是纵联保护方案。但当前配电网硬件及通信水平无法满足纵联保护对线路两侧数据进行同步采样的要求。文中提出了故障信息自同步技术,故障时刻相对被保护线路两侧是同时的,以故障时刻为时间参考点,测量线路两侧基波电流故障时刻前后两相邻相同变化趋势峰值点的时间间隔变化,进而计算得到电流相位变化方向判定值,有效克服配电网难以同步采样的困难。基于故障信息自同步技术,文中提出了新型纵联保护方案,通过比较线路两侧电流相位变化方向判定值,即可判定故障位置。仿真验证了故障信息自同步技术的准确性,新型纵联保护方案具有良好的动作特性。     

基于分布式电源电流变化率的主动配电网单相断线保护方法

分布式电源的应用,改变了配电网断线故障的特征,加剧了断线故障的威胁。但是目前不仅缺乏含分布式电源(DG)的配电网断线故障保护方法,甚至电网断线故障下DG的输出特性也不清晰。基于主动配电网的可观测性,提出了一种根据DG电流变化率识别配电网断线故障的新思想。首先,分析了配电网单相断线故障下DG的输出特性,并建立了DG的等值模型。然后,建立了含DG的配电网单相断线故障等效电路,推导了故障前后DG输出电流的表达式。随后,分析了故障前后DG输出电流的变化特征,建立了基于DG电流变化率的辐射状配电网单相断线故障保护判据。仿真表明,所提单相断线故障保护方法能够迅速识别断线故障并准确定位。     

一种含分布式电源的中低压配电网状态估计方法研究

为解决含分布式电源的中低压配电网中三相不平衡的状态估计问题,提出一种含分布式电源的中低压配电网状态估计方法。在包含分布式电源的中低压配电网中引入变压器等值模型,以节点注入电流方程为基础,建立了可同时处理三相三线制和三相四线制量测量的量测方程,扩大了其实用范围并提高了对系统的估计精度。其次,将直角坐标下线性零注入约束作为等式约束条件加入中低压配网状态估计模型中,使节点注入功率严格为零,并使计算过程得到简化。最后,采用细菌群体趋药性算法(BCC)对该模型进行状态估计。IEEE13节点修正系统算例的仿真结果验证了所提方法的有效性,且表明该方法具有良好的估计精度和收敛性。     

适用于含DG配电网故障处理性能测试的主站注入测试技术

论述了适用于含分布式电源(DG)配电网故障性能测试的改进主站注入测试法的平台组成和工作原理,论述了含DG配电网潮流计算和短路电流计算方法,提出了故障场景自然设置法,根据所设置的故障场景下短路电流的计算结果和继电保护定值、配电终端定值、自动装置的设置情况等自动判断是否应该保护动作跳闸、自动装置动作、上报相应的故障信息等,可以对健全区域恢复供电过程中的不当操作引发的开关动作或DG和电压敏感负荷脱网进行模拟,从而更加有效地对配电自动化系统的恢复策略和操作步骤的正确性进行测试检验。最后,给出测试实例详细说明了所论述的测试技术的可行性和有效性。