一种含高渗透率分布式电源配电网自适应过电流保护方案

针对分布式电源接入对配电网线路电流保护的影响,提出了一种适用于高渗透率分布式电源接入配电网的自适应过电流保护新方法。该方法利用故障分量网络,对分布式电源背侧等效阻抗进行计算,将其融入到配电网过电流保护整定计算中。给出了实时的主保护和后备保护的整定值,从而构建自适应过电流保护方案。大量的仿真表明,与传统过流保护相比,所提出的自适应过电流保护可以解决由于分布式电源接入配电网,过流保护的保护范围超越等问题,具有良好的应用前景。     

基于故障分量含DG配电网方向保护新原理

DG的并网使得配电网由单电源供电的辐射状网络,变为多电源供电的复杂网络。仅依靠电流突变实现的三段式电流保护将不再适用,因此需要对配电网保护进行改造。对于DG下游的保护可通过改变其整定值实现保护,而对于DG上游到系统电源的线路相当于双端电源供电线路,需在原保护上加装方向元件实现方向保护。在定性分析DG并网对配电网传统电流保护的基础上,提出了一种基于正序故障分量的新型方向过流保护方案。该方案利用故障分量原理,分析保护安装处电流正序故障分量故障前后的相位差,得出正反方向故障的保护判据,根据保护判据判断故障方向,从而实现故障的定位。     

适配高渗透率DG接入配电网的幅值比较式保护

对于高渗透率分布式电源(DG)接入的配电网,提出了新型综合电流幅值比较的保护原理,通过线路两端分相全电流幅值以及正序故障电流幅值的比较进行故障定位,实现了低成本与高可靠性的兼容。并通过PSCAD搭建10 kV含分布式电源配电网模型,全面仿真了不同DG渗透率、故障位置、故障类型、过渡电阻、非同步数据等多种因素对保护原理的影响。经过理论分析和仿真,证明方案能够准确实现故障定位,利用的数据简单,耐过渡电阻能力优秀,保护配置要求低,抗同步误差强。     

含高渗透率DG的配电系统区域纵联保护方案

近年来分布式发电技术得到了快速发展,配电系统中分布式电源（DG）的渗透率水平不断提高。多个DG的并入将会使配电系统短路电流的大小、流向和分布发生较大变化,将会导致传统的阶段式过电流保护无法正常工作。为了满足含高渗透率DG的配电系统对继电保护的要求,解决现有保护技术存在的问题,提出了一种以纵联比较保护原理为基础、以通信为支撑、以包含DG的配电变电站及其馈线为保护对象的主从式区域纵联保护方案。讨论了保护系统工作的方式,研究了故障检测与定位的基本方法。     

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。     

高渗透率可再生能源配电网测试系统建模与有效性分析

提出了高渗透率可再生能源配电网测试系统的评估指标,基于中国某光伏扶贫县配电网的实际数据,建立了含高渗透率可再生能源的配电系统。该系统含居民、商业、工业等负荷,同时接入了小水电、光伏发电等可再生能源,能体现可再生能源渗透率较高而带来的馈线末端高/低电压等问题。根据实测的负荷与可再生能源全年时序特性进行潮流仿真与N-1安全校验,并结合指标评估验证系统有效性。     

基于配电网保护与控制现状的DG孤岛运行方式

随着IEEE 1547—2003标准的出台,分布式发电（DG）孤岛运行成为关注的热点。针对系统故障后DG与系统解列形成的孤岛运行的特点,结合DG并网运行时配电网保护与控制的现状,根据电力系统相关理论并采用PSCAD仿真方法,研究了短时间断供电及不间断供电2种孤岛运行的模式和DG形成孤岛需要满足的条件,以及不同容量的DG暂态失稳对孤岛运行的影响,提出了实现孤岛运行所要采取的与保护和控制相关的措施,据此得出短时间断供电形成的孤岛运行是目前可行的模式。     

含高渗透率可再生能源的配电网广义储能优化配置

广义储能系统包括固定储能系统和具有存储热能、势能和电能等的可控负载。针对含有高渗透率可再生能源的配电网的广义储能优化配置问题,提出了广义储能配置的二层优化模型。根据所提方法,外层采用遗传算法搜索广义储能配置方案,内层根据动态规划算法得到广义储能的最优运行策略,通过内外层交替优化对含有不同渗透率可再生能源以及可控负荷的配电网进行广义储能容量优化配置,并在IEEE 33节点配电网中对提出的方法进行验证。仿真计算结果表明,在高渗透率可再生能源条件下,所提方法能通过可控负载有效增加配电网系统的调控资源,显著减小固定储能配置容量,降低系统的运行成本。     

含高渗透率可再生能源的配电网灵活性评价指标体系及计算方法

随着可再生能源渗透率不断提高,配电网特征发生了显著变化,使得灵活性成为配电网规划和运行关注的重要内容。然而,灵活性在配电网特征中一直难于量化评价。本文研究了含高比例可再生能源的配电网灵活性问题,给出配电网灵活性定义,从电源侧、配网侧、负荷侧三方面,提出配电网灵活性评价指标体系及计算方法,以及配电网灵活性评价方法。最后,以实际配电网为例,计算不同场景设定下的部分指标,为高渗透率下的配电网建设提供辅助参考。     

含高渗透率DG的配电网加速自适应电流速断保护

随着分布式发电技术的快速发展,配电系统中分布式电源(Distribution Generator,DG)的渗透率水平不断提高,由于多个DG的接入,将可能出现电流速断保护同时动作的情况,使保护的选择性受到影响。针对这一问题,结合含高渗透率DG的配电网系统故障时的特性,在已有自适应电流速断保护的基础上,分析故障时各点电压对保护的影响,提出了一种基于电压加速的自适应电流速断保护方案,提高了电流速断保护的选择性。通过对一个10 kV配电系统的仿真分析,验证了该整定方法的正确性。     

分布式电源并网条件下配电网继电保护方案设计

分析了DG并网对配电网故障电流的影响,并提出一种改进保护方案。方案利用含DG配电网的故障电流特征,采用两侧电流的相角变化量作为判据进行故障定位,由始端保护装置实现主电源到DG接入点之间故障的判别。方案对电流幅值的精确度要求不高,能有效避免系统运行方式变化产生的影响,简单可靠;仅需要传输反映电流相角变化方向的数字信号和保护决策信号,对通信通道要求不高;仅需要采集故障前后的电流信息量,节省了电压互感器,对配电网而言具有良好的经济性。仿真实验证明其可行性。     

考虑DG接入位置和容量的配电网保护综合改进方案

为了解决分布式电源(distributed generations,DG)接入配电网后引起的传统配电网继电保护拒动、误动、灵敏度降低等问题,提出一种适应DG大量接入配电网的改进保护方案。从DG接入位置和容量角度,分析接入母线和馈线对传统配电网三段式电流保护和反时限过电流保护的影响,并计算传统配电网三段式电流保护允许接入容量。通过配置低电压加速反时限过电流保护,以及加装少量方向元件对传统配电网继电保护进行改进来满足含大量DG的配电网保护要求。利用PSCAD/EMTDC对含DG的10 kV配电系统进行了仿真分析,仿真结果表明,该改进方法能够满足不同容量的DG接入配电网保护要求,具有很好经济性和实用性,符合我国当前配电网发展现状。     

Non-communication protection method for meshed and radial distribution networks with synchronous-based DG

This paper presents an efficient protection method which can be used for both meshed and radial distribution networks (DNs) with synchronous-based distributed generation (SBDG) units. The method does not require any communication system in the both grid-connected and islanded modes of operation. The microprocessor-based relays used in the DNs are programmed with a new time-current-voltage characteristic utilising only local fault voltage and current magnitudes. The proposed method is verified by simulation study on the DN of IEEE 30-bus test system as a meshed network in grid-connected mode. The method is also tested on an Iranian practical radial DN in the both grid-connected and islanded modes of operation. The test cases include different fault conditions, with SBDG at various locations and different DG penetration levels, and also without any SBDG in the networks. It is shown in a comparative study that the new time-current-voltage characteristic achieves a notable reduction in total relay operating times without any communication links. In addition, the method uses the same protection settings for the both grid-connected and islanded modes of operation.     

一种改进型配网自适应过流保护方法

在DG构成的配电网系统中,通常采用电流保护作为配网的主保护。其中电流保护的整定值为定值,随着DG的接入,配电网结构发生变化,DG并入位置不同会带来故障点无法准确判定的问题。针对此问题,提出了一种基于通信的故障定位方案,具体是引入方向元件并建立信息传递通道检测电流流向来准确判定故障点位置。由于DG接入容量的不同和故障前后DG所发出电流数值变化,造成配网原有电流保护失配。针对此问题,提出一种改进型自适应过流保护算法,具体是通过检测故障电流正、负序含量,确定故障类型,采用不同的整定值,使得电流保护的整定值时刻变化,增强保护动作可靠性。将上述策略通过PCSAD/EMTDC仿真和动模实验室搭建实验模型来验证所提方案可以有效提高DG并网带来的保护动作准确性能。     

考虑多DG接入的配电网区域保护新方案

分布式电源(DG)的接入改变了传统配电网的拓扑结构,网络中潮流方向及短路电流会随着DG出力及负荷情况实时变化,这都给现有配电网的三段式电流保护带来了严重影响。随着DG的大量接入及渗透率的提高,依靠单点故障信息的保护算法很难同时满足继电保护四性的要求。提出一种基于通信技术的区域保护新方案,对配电网进行区域划分,通过一次和二次两步定位确定故障区域实现保护。利用故障时变电所母线处Bus-IED(智能电子装置)及馈线上A类IED的故障电流正序分量信息完成一次定位;利用相应开关动作后A类IED或B类IED处的电流突变量信息实现二次定位。所提方案自适应区域划分算法简单,占用存储空间小,实现方便,直观性好。故障定位所需信息量小,可靠性高,适应性强。最后通过PSCAD/EMTDC仿真,验证了方案的正确性。     

分布式发电条件下配电网故障定位的矩阵算法

分布式发电(DG)接入配电网后,配电网变成了多电源复杂网络,传统的故障定位算法不再适用.本文提出了一种能解决多电源复杂配电网多重故障定位(可含有馈线末端故障)的矩阵算法.该算法对于故障信息不完备和故障信息畸变的情况同样适用.算例测试结果验证了该方法的正确性和可行性,在配电网实时故障定位的应用中具有很大的潜力.     

一种用于配电网故障数据自同步的故障时刻检测方法

配电网故障数据自同步算法以故障发生时刻为基准,不依赖于外部对时装置,不受数据通信传输路径与通信信道延时的影响,可以在较低成本的情况下实现故障数据的同步。而精确的故障发生时刻检测是实现故障数据自同步的关键。为此提出了适用于故障数据对时同步的故障时刻精确检测方法。该方法首先利用故障信号构造Hankel矩阵,对故障信号进行分解,得出细节信号,最后结合模极大值法求解故障数据的奇异点,即故障发生时刻。仿真结果表明,该方法可以有效降低因故障检测延时不同导致的同步误差,且具有较高稳定性。     

高渗透率下兼顾光伏出力和网损的配电网运行优化方法

针对高渗透率光伏接入的配电网电压越限和经济运行问题,提出了有功无功协调优化的方法。分析了电压约束条件下的光伏有功出力限值,研究了高渗透率光伏接入的配电网电压越限机理,提出了综合考虑光伏有功出力和网损差值的净出力指标,以最大净出力为目标函数,计及敏感节点电压约束,建立了光伏有功出力和网损的综合优化模型。算例分析验证了该方法的电压控制能力和优越经济性,且其经济性随光伏有功出力增大呈现“先增后减”变化特征;一般场景下优化模型运行于最大功率点的最小网损方式,极端场景下则调整少量光伏有功出力满足电压约束。