基于过渡电阻倾斜角的光伏并网自适应距离保护

针对光伏并网距离保护测量阻抗受过渡电阻的影响的问题,提出一种基于过渡电阻倾斜角估计的自适应距离保护。对故障分量的分析结果表明过渡电阻倾斜角θ完全由光伏电站的等效阻抗XN决定,而XN随着光伏电站发电量P的变化而变化。采用最小二乘法估算出P与XN间的关系,从而确定θ。采用相量图获得线路短路阻抗并给出距离保护判据。仿真分析结果显示,所提方法的最大误差为2.4%,低于传统方法的最大误差14%,极大地减小了过渡电阻对光伏并网距离保护测量阻抗的影响。     

基于实时计算光伏系统等效阻抗的自适应距离保护

由于过渡电阻倾斜角θ的大小取决于光伏电站等效阻抗的值,传统保护中针对光伏等效阻抗XN的求解存在较大误差,导致距离保护整定结果存在着一定的误差。基于此,在光伏并网的系统中发生故障时,文中通过分析负荷阻抗与光伏系统输出的故障电流之间的关系,利用协方差方法推导出光伏系统实时等效阻抗值,从而可以得到更准确的故障距离,提高了保护性能。文中利用PSCAD/EMTDC搭建了光伏并网模型,并用MATLAB计算出光伏系统的等效阻抗和故障距离,结果表明文中所提出的自适应距离保护方法极大地提高了测量阻抗的准确性。     

基于自适应阻抗继电器的风电T接线路纵联保护方案

风电的T型接入改变了系统拓扑和故障特性,导致继电保护整定与配合困难,传统距离保护应用于风电T接线路时存在适应问题。基于风电T接线路拓扑,分析了双保护方向对保护范围的影响,推导了测量阻抗表达式并提取了主要影响参数,指出风电的T型接入影响距离保护的动作性能;鉴于此,提出了基于自适应阻抗继电器的风电T接线路纵联保护方案。该方案实现了保护方向的唯一化,且保护动作区域能够根据过渡电阻、三端电源电势幅值比、相位差和风电电源等效序阻抗的变化进行自适应调整,提高了保护的可靠性和灵敏性。同时给出了自适应整定阻抗的具体计算方法,一定程度上降低了保护对通信系统的要求。仿真结果验证了所提保护方案的正确性和有效性。     

利用电压幅值差和测量阻抗特征的风电T接线路保护方案

风电T接线路的保护受风电故障特征、T接线路拓扑等因素影响,整定与配合困难,研究其对系统的安全稳定运行意义重大。利用三侧电压幅值差和测量阻抗特征,提出了一种适用于风电T接线路的纵联保护新方案。首先,研究了传统距离保护在风电T接线路中的适应性,并指出其存在的不足。其次,从T接线路拓扑出发,利用三端正序电压、正序电流关系,提出综合电压幅值差主判据。再次,立足于测量阻抗特征,提出自适应距离辅助判据以消除主判据盲区。该保护方案能够实现全线速动,受风电故障特征和T接线路拓扑影响小、耐过渡电阻能力强、对数据同步性要求低。最后,对所提方案进行仿真建模,仿真结果验证了方案的可靠性和有效性。     

工频变化量距离继电器耐受过渡电阻性能分析

对工频变化量距离继电器的判据进行详细分析,得到继电器经过渡电阻短路时各类故障的判据,单相接地短路故障和相间直接短路判据存在差异,各种类型的三相对称故障和两相接地故障动作判据与相间直接短路判据一致。并指出:单相接地故障时过渡电阻对继电器性能影响最大,相间故障次之。定义了使继电器能正确动作的最大耐受过渡电阻为临界电阻,推导出临界电阻的计算式。给出了电流分布系数、整定因子和继电器临界电阻曲线的定义,指出:系统工况变化和故障距离将导致电流分布系数变化,从而导致临界电阻变化;负荷和两端电源幅值比对整定因子产生较大影响,减小整定因子,有利于增加继电器的临界电阻和保护范围。通过Matlab仿真验证了上述分析的正确性。     

考虑双馈异步风机特性的自适应接地距离保护

研究风电场故障特性对继电保护的影响。针对双馈异步风机投入撬棒电阻后正序阻抗和负序阻抗不相等的特征,分析了传统接地距离保护I、II、III段在保护安装处所测量到的阻抗与实际阻抗的异同。若利用传统整定原则来整定接地距离保护II段,保护可能拒动。根据接地故障时的测量阻抗,提出了考虑双馈异步风机特性的自适应接地距离保护II段的整定方法。该方法在线计算自适应分支系数,使保护安装处的测量阻抗更为准确地反映保护安装处到故障点的距离。利用DIg SILENT仿真软件搭建含风机的线路模型进行仿真分析,验证了自适应接地距离保护的灵敏性,同时该保护的可靠性得到有效提高,且不失选择性。     

一种适用于光伏场站送出线的自适应距离保护改进方案

由于光伏场站的弱馈性,当送出线路发生经过渡电阻短路时,传统距离保护可能无法正确动作。而自适应距离保护方案在一定程度上解决了区内故障保护拒动的问题,但存在区外故障误动的可能。首先分析了区外故障时自适应距离保护误动的原因,进而提出了一种自适应距离保护的改进方案。在现有自适应距离保护的动作特性基础上,引入线路的短路阻抗,根据区内、外故障下线路短路阻抗的大小差异,构成保护的辅助判据,以甄别可能引起现有自适应距离保护误判的区外故障。该方法仅依靠光伏侧电气量近似求取线路短路阻抗值,与现有自适应距离保护相互配合实现区内、外故障正确判别。最后通过PSCAD仿真验证了改进方案的有效性。     

计及故障点两侧零序电流相位差的新能源送出线路接地故障时域距离保护研究

新能源电源故障电流呈现弱馈性、强受控性并具有大量的间谐波,导致现有工频量距离保护可靠性下降,而时域距离保护主要根据方程求解故障距离,受新能源短路电流特性影响较小。针对新能源送出线路较长时,线路分布电容对零序电流相位的影响不可忽略,进而导致故障距离的计算产生较大偏差的问题,提出了一种计及故障点两侧零序电流相位差的新能源送出线路时域距离保护改进方案。首先,计及故障点两侧零序电流相位差的影响,将过渡电阻等效为过渡阻抗。然后,通过列写故障回路方程并求解故障距离,形成保护判据。最后,基于PSCAD/EMTDC大量仿真实验,验证了所提时域距离保护方案计算故障距离的误差较小,可以较好地适用于新能源经中长距离交流线路送出的场景。     

架空-电缆混合线路接地故障距离保护整定研究

针对架空线与电缆的线路参数不均一,提出了架空-电缆混合线路接地距离保护的整定优化方法。分析了零序电流补偿系数对测量阻抗的影响,两侧保护分别采用从母线起混合线路全长70%的正序阻抗和零序阻抗来计算零序电流补偿系数;分析了故障处于不同位置时,架空线侧和电缆侧的保护所采集的故障相电压波形特征,发现电缆侧保护所采集的故障相电压含有较大幅值的非整次谐波,故架空线侧保护采用从母线起线路全长70%的正序阻抗作为整定阻抗,而电缆侧保护采用整条线路正序阻抗的70%作为整定阻抗。利用PSCAD建立了架空-电缆混合线路模型并进行故障仿真,结果表明,该方法可有效提高架空-电缆混合线路接地距离保护Ⅰ段的灵敏性。     

一种抗过渡电阻的新型自适应距离保护方案

针对过渡电阻对距离保护的影响,提出了一种新型自适应距离保护方案。根据单电源和双电源系统中电压与电流的几何分布特性,建立保护安装处与故障点间的电压降落方程,并据此求解自适应整定系数。在此基础上,借助故障电流和测量电流间的相位关系,确定故障点位置,最终构建新型自适应距离保护判据。基于实时数字仿真(RTDS)平台的仿真结果表明,该方法可在线自适应修正保护定值,并具备较强的抗过渡电阻能力,构成简单,易于实现。     

逆变式电源接入下的配电网自适应距离保护方案

以光伏、储能为代表的逆变式电源(inverter interfaced distributed generator, IIDG)大量接入配电网,使得传统距离保护受到巨大干扰,同时存在拒动或误动的风险。针对此问题,分析了含IIDG配电网不同类型故障下的复合序网,利用IIDG侧正序故障分量求取不同故障下的附加阻抗角。结合故障下阻抗的复平面关系,计算线路故障位置对应的短路阻抗,得到了一种真实短路阻抗求解办法。提出了一种适用于逆变式电源接入下的自适应距离保护方案。该方案求解过程利用IIDG侧单端电气量,解决了距离保护受IIDG故障输出受控特性和过渡电阻影响的问题,在有效降低配网通信成本的同时不受故障位置变化的影响。通过实时数字仿真器(real time digital simulator, RTDS)对该保护方案进行了验证,结果表明其在不同类型故障下都有较好的选择性和可靠性。     

基于测后模拟原理的半波长输电线路暂态量纵联保护

针对特高压半波长超长的输电距离带来的继电保护难题,提出基于测后模拟原理的半波长输电线路暂态量纵联保护方法。特高压半波长交流输电具有传输距离远、输送容量大、全线无功自平衡等优点,可以作为未来清洁能源电力输送的一种可选方案。通过分析现有输电线路保护方法对于半波长交流输电线路的不适用性,对特高压半波长输电线路在区内外故障情况下,推导至中点的暂态量电流和的绝对值在短时窗内积分方向的不同进行理论分析;以贝杰龙模型为基础,利用测后模拟原理构成输电线路暂态量纵联保护方法,进行仿真实验;进而判别输电线路单相接地故障时故障初始角、故障位置和过渡电阻对故障判据的影响。仿真实验证明,此方法构成的保护计算精度高,相较于工频量构成的保护其动作速度更快且几乎不受过渡电阻、故障距离及故障初始角变化的影响,理论分析与实际的仿真结果相一致。     

接地距离保护的新型自适应算法

基于单相接地模型计算出线路经过渡电阻接地时由于负荷电流、两侧系统阻抗角不相等引起的附加阻抗,并用来修正传统距离保护的判据,从而得到自适应接地距离保护的动作判据.新判据能准确地计算出线路故障阻抗的电阻分量和电抗分量,使四边形特性距离保护的电阻线和电抗线易于整定,避免下倾的电抗线缩小保护的范围和电阻线的躲负荷性能的复杂分析...     

单电源多级串供型输电线路距离保护误动原因分析及改进

结合一起单电源多级串供型输电线路距离保护误动的事例,详细探讨了保护误动的原因,分析指出:输电线路在保护安装处近区发生区外单相接地故障时,由于分布电容的影响,判断故障方向的负序方向元件将落入正向区内,引起保护误动.为解决上述问题,在传统负序方向元件判据的基础上提出了一种基于正序电流和负序电流之间相位关系的故障方向判据,并...     

高压电网自适应接地距离保护研究

为提高接地距离保护对高压电网高阻接地故障反应的灵敏性,提出了一种对过渡电阻Rg具有高度自适应动作边界的新型动作判据。根据接地阻抗继电器自适应动作判据的构成原则,在分析了负序电压极化的自适应阻抗继电器动作特性的基础上,分析了负序电压移相极化阻抗继电器的移相控制方法、移相极化的工作性能。分析表明,将负序电压根据近保护安装点侧系统的负序阻抗角的大小适当移相后作为极化电压,接地阻抗继电器对Rg不但有更好的自适应性,也保持了其方向动作的明确性。MATLAB仿真结果表明,新的动作判据确实提高了继电器对保护范围末端高阻接地故障动作的灵敏性和自适应性。     

基于过渡电阻倾斜角的风电T接双电源系统自适应距离保护方案

针对风电T型接入高压配电网后传统距离保护可能发生误动、拒动的情况,研究相对应的保护方案意义重大。首先,文章推导了风电T接点上、下游测量阻抗表达式,得出其包含的附加阻抗可能会使传统保护装置不正确动作。鉴于此,提出基于过渡电阻倾斜角的风电T接系统自适应距离保护方案。该方案自适应修正测量阻抗使其能跟踪到短路阻抗,有效消除附加阻抗对距离保护的影响。最后,在MATLAB仿真软件中对方案进行仿真验证,结果表明该方案受故障点位置、过渡电阻、电源相位差及风电运行方式影响较小,可有效解决传统距离保护拒动或者误动的问题,提高电网的安全稳定性。     

基于正序电流故障分量的输电线路故障检测

高压输电系统中传统后备保护定值整定困难,灵敏度易受到高阻接地、潮流转移等影响。文中提出了一种基于正序电流故障分量的输电线路故障检测算法。采用线路两端正序电流故障分量的矢量和幅值与矢量差幅值的比值作为线路的故障判断量,给出严格的公式推导,建立了故障检测的判据。理论分析了线路的故障判断量的分布特性,与本线路阻抗、两端背侧的系统等效阻抗、故障点位置的关系,证明了其与过渡电阻无关。在系统发生振荡时,将求解的故障定位值作为辅助判据。IEEE 39节点系统仿真实验表明,各类故障发生时所提算法均能够正确检测故障线路且不受故障位置、过渡电阻等影响,在非全相运行、负荷潮流转移时也能检测出故障线路,对两端数据的同步性要求不高。