基于Multi-Agent技术的微网分区保护的研究

大量且不同类型的分布式电源渗透到配电网形成微网后,极大地改变了配电网传统保护配置机理。考虑到微网自身结构以及对配电网保护产生的影响,在微网保护设计中引入Multi-Agent技术理念,提出了一种基于Multi-Agent的微网分区保护方案。该方案将微网划分为若干区域,通过获取区域内阻抗元件和功率变化量方向元件锁定故障区域,运用各Agent之间的分布式处理和协作能力实现微网保护。与传统段式保护相比,该保护方案在保护配合和整体性能方面更具有灵活性和可靠性。     

微网建模的研究

能源与环境问题已经的成为当今社会越来越突出的一个问题。微网作为一种小型的区域性电力系统,为解决能源与环境问题提供了一种有效的途径。有别于传统的配电网,微网汇集了分布式电源(DG)、储能系统、负荷和控制装置,其网络结构也不再是单一形式电源、放射状。本文介绍了微网的基本结构及其特点,然后基于PSCAD/EMTDC仿真软件,建立微网中的各种元件的模型,包括分布式电源的建模、输电线路的建模、负荷的建模及配电网主系统的建模,并分析经逆变器接口微电源的故障特征。     

微网线路保护综述

含逆变器微源的微网线路故障时,由于逆变器的限流作用,流过逆变器的故障电流被限制在两倍额定电流以内,造成含逆变器微源的微网并、离网模式下故障电流差距较大,使得基于固定值的常规过流保护不适用于微网。基于上述问题,对造成微网线路故障电流不确定性的影响因素作出总结,主要有微网运行方式,DG接入退出、布局容量、控制方式,并对它们的影响作了分析。文中着重综合概括了目前国内外微网线路保护研究热点,并按是否依赖通信及保护原理的实现方法做了划分。最后针对目前微网线路保护存在的问题探讨其可能的发展方向。     

微网对配电网保护的影响分析

为解决分布式电源接入微网后对微电网保护的影响,针对微网中分布式电源的特点,建立微网仿真模型。在仿真模型的基础上,分析微网并网后分布式电源对配电网保护的影响。根据分布式电源与保护的位置关系,讨论当线路不同位置短路时,分布式电源产生的流过保护的故障电流大小和方向。根据故障电流的特点,得出微网接入配网时对配电网保护的影响。     

微网故障穿越综合控制

配电网故障(电压跌落、骤升、不平衡、谐波)影响微网的正常运行,严重时会损坏微网设备,为克服电网故障影响,从提高微电源自身抗扰能力和补偿电网故障电压两方面提出微网故障穿越综合控制策略,采用基于谐振控制的新型PQ控制策略抑制电网故障对微电源的影响。同时,提出基于多谐振控制VQR的微网故障穿越控制策略,在配电网故障指标超过规定值时,VQR对电网电压跌落、不平衡、谐波进行补偿,使微网电压保持正常,仿真结果表明所提出的综合控制策略提高了微网故障穿越能力。     

含有逆变器的微网保护方法的研究

微网故障检测与保护的研究是配电网领域的热点问题。文中首先分析了微网保护面临的主要问题,然后提出了一种新的对含有逆变器分布式电源的微网内部故障的保护方法:实时计算分布式电源等效工频阻抗幅值的变化情况来识别微网内部线路故障;利用不平衡电流来识别微网内部负荷故障;最后基于PSACD/EMTDC搭建的仿真模型验证了新方法的正确性。     

带容错逆变器的孤岛微网系统及其稳定性研究

提出了一种应用于孤岛微网的容错逆变器及其控制方法,并对带容错逆变器的孤岛微网系统的稳定性进行小信号建模分析。当容错逆变器某一相桥臂中的功率开关器件故障时,用直流侧电源来替代故障桥臂,使系统在故障发生后依然能够稳定运行。在逆变器的电压-电流控制环中加入虚拟阻抗,以抵消两个微源之间的环流。建立了带容错逆变器孤岛微网系统的小信号状态空间模型,利用特征值分析法对系统状态矩阵的特征根进行分析,研究了逆变器的容错拓扑结构、滤波电容以及虚拟阻抗对系统稳定性的影响。在仿真平台上搭建了带容错逆变器的孤岛微网的仿真模型,仿真结果验证了所提容错逆变器拓扑结构及其控制策略的正确性与有效性,系统在故障状态下仍能保持稳定。     

微网的有限广域一体化保护

相当规模的分布式电源渗透到配电网形成微网后,深刻地改变了原保护配置的机理.结合微网运行结构和特点,在微网继电保护中引入广域保护理念,提出了一种有限广域一体化的微网保护方案.该方案将多分布式电源以闭式环网的接线方式组成一个有限区域,并选取一个集中决策中心,根据故障分量幅值大小以及与负荷电流相位关系实现故障排查与定位.利用差动判据区内故障动作灵敏性与区外故障制动可靠性的特点,提出一种改进的新跳闸判据,实现故障隔离.最后,通过数字仿真,验证了保护方案的正确性与可行性.     

计及波浪能并网的弱区域配电网继电保护方案研究

为解决波浪能发电单元接入给配电网继电保护带来的误动、拒动问题。本文提出采用分区纵联差动保护配合自适应过流保护的继电保护改进方案。在分析波浪能发电特点的基础上建立波浪能发电模型,并分析其在配电网不同位置并网后给配网继电保护动作的可靠性和选择性带来的影响;接着分析含波浪能发电的配电网故障计算方式,分析不同故障下波浪能发电的处理方案;然后提出采用保护范围系数取代传统三段式保护的可靠系数的自适应电流保护方案,实现配电网保护整定值根据故障点位置实时调整,并提出基于波浪能不同接入点的配电网分区纵差保护方案,形成基于分区纵差配合自适应过电流保护的继电保护方案,最后通过实例仿真验证,表明该方案能够实现波浪能在配电网不同位置并网的配电网继电保护准确动作。     

含分布式电源的配电网保护改进方案综述

由于分布式电源(Distributed Generation,DG)的接入,配电网原有保护的动作特性发生了变化,原有保护很难继续适用于含DG的配电网。为了保障配电网的供电可靠性,充分发挥DG的潜力,有必要对含DG的配网保护方案进行研究。在简略分析DG接入配网后对原有保护影响的基础上,对含DG的配网保护改进方案进行了全面地综述研究,并对其进行分类,主要包括限制DG的准入容量、改进的自适应保护方案、基于通信技术的故障定位、孤岛检测和孤岛划分。分析了各改进保护方案的原理和特点,说明了其优缺点,最终指出了含DG的配网保护发展方向,对含DG的配网保护的研究有一定参考价值。