含两种分布式电源的配电网故障分析方法

逆变型分布式电源(IIDG)和双馈感应发电机(DFIG)的故障输出电流均由逆变器的控制策略决定,具有很强的非线性,传统的故障分析方法已无法适用于含IIDG或DFIG的配电网。在计及了IIDG和DFIG的低电压穿越特性和控制策略后,建立了IIDG和DFIG的等值模型。以此为基础,进行了含IIDG和DFIG配电网的故障分析,并提出了故障分析迭代求解方法。最后,通过在MATLAB上实现该迭代求解方法,并在RTDS上建模仿真,对迭代求解方法进行了验证。     

逆变型分布式电源接入对小电阻接地系统馈线零序电流保护的影响

逆变型分布式电源(IIDG)的接入改变了小电阻接地系统的接地故障特性,不仅使传统零序电流的计算方法不再适用,而且对馈线零序电流保护造成了不利的影响。通过分析IIDG的故障电流特性,建立了具有低电压穿越能力的PQ控制型IIDG故障等值模型;在含IIDG小电阻接地系统接地故障分析建模的基础上,提出了零序电流迭代求解算法,并利用MATLAB编写相应的求解程序,将计算结果与电力系统实时仿真系统(RTDS)的仿真结果进行比较,验证了所提算法的有效性和准确性;基于所建立的故障分析模型,揭示了IIDG的接入对小电阻接地系统馈线零序电流保护的影响机理,利用所提零序电流迭代求解算法求解不同故障情况下的馈线零序电流值,验证了理论分析的正确性。     

逆变型分布式电源的灵活正负序电流控制方法与等值序网模型

逆变型分布式电源的控制方法对电网有显著影响,但现有方法难以兼顾逆变型分布式电源在故障穿越、继电保护以及故障分析等方面的要求。提出了一种逆变型分布式电源的灵活正负序电流控制方法,在电网发生不对称故障时向电网中注入正序和负序无功电流。在此基础上建立了逆变型分布式电源在故障状态下的等值序网模型。仿真结果表明,所提方法能够增强逆变型分布式电源的故障穿越能力,在电网发生不对称故障时保留电流的序分量特征。     

分布式电源短路计算模型及电网故障计算方法研究

分布式电源的发电模式及并网方式多样,其馈入电网的故障电流特性与传统交流同步发电机相比存在较大差异,使以传统交流同步电机供电电源为基础的短路电流分析理论和方法难以满足分布式电源接入后电网故障分析的要求,给继电保护原理研究和整定计算提出了新的课题并备受关注。根据不同类型分布式电源的低压穿越运行技术要求,建立逆变型电源的短路计算模型。并考虑异步型电源撬棒保护的动作行为特征,建立了异步型电源在电网严重和非严重故障条件下的等值计算模型。进而,提出了含分布式电源接入的电网故障计算方法。仿真对比分析表明,电网故障计算方法精度较高,能更好地满足工程应用要求。     

逆变型分布式电源接入配电网单相断线故障零序电压分析

随着绝缘导线的大量应用,配电网发生断线故障概率增加.针对逆变类分布式电源(Inverter Interfaced Distributed Generation,ⅡDG)对传统断线故障特性产生影响这一问题,分析并仿真验证了IIDG接入配电网发生断线故障时的故障特征.首先,建立了含ⅡDG配电网故障模型,推导得出单相断线不接...     

基于控保协同的有源配网主动注入式保护方法

由于逆变型分布式电源(inverter-interfaced distributed generation, IIDG)的故障特性主要由其控制策略及电网故障情况决定,在不同故障场景和工况下,传统的被动式保护方法存在保护整定和协调困难的问题。为此,提出一种基于控保协同的有源配网主动注入式保护方法,故障期间控制IIDG主动向电网注入特征信号,保护处利用检测到的特征信号来获取IIDG的基波信息,从而消除IIDG对各支路电流及现有电流保护的影响。由于保护利用的故障特征是由IIDG主动注入的,因此该方法在不同场景和工况下都有较好的适用性,且不需要增加额外的通信和检测设备,具有经济性好和实用性高的优点。仿真结果验证了所提方法的有效性。     

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。     

考虑电流指令跟踪能力的PQ控制逆变型分布式电源故障模型

从逆变型分布式电源(IIDG)的数学模型、控制原理和参数设计角度出发,分析不同参数、故障前工况和故障严重程度条件下变流器电流对其指令的跟踪情景,进而提出一种考虑变流器电流指令跟踪能力的IIDG对称故障模型。该模型根据变流器电流能否准确跟踪指令将IIDG等值为压控电流源和压控电压源这2个阶段,可更加准确地反映对称故障期间IIDG的控制特性。与现有方法及电磁暂态仿真软件计算结果的对比分析表明,所提方法在简化计算的同时具备更高的计算精度。     

含逆变型分布式电源的小电阻接地方式 配电网单相接地故障分析

针对含有逆变型分布式电源的小电阻接地方式配电网,根据IIDG的控制策略结合对称分量法,建立了IIDG并网后其上游侧和下游侧的单相接地故障分析模型,对IIDG并网变压器在不同接地方式下的故障点电流,主网侧和IIDG侧的各序和各相电流分别进行了分析,最后利用PSCAD/EMTDC搭建故障仿真模型,验证了分析的正确性,为并网变压器接地方式的选择及继电保护的配置提供依据。     

不对称电压跌落下考虑场景区分的逆变型分布式电源控制策略研究

逆变型分布式电源(Inverter-Interfaced Distributed Generation, IIDG)在电网电压跌落时可能存在电流越限、切机等风险,进而影响其自身和系统的安全稳定运行。对此,提出一种考虑不同运行场景的IIDG控制策略。首先,以相电压幅值为约束条件,构建了基于正序分量的电压支撑方程,实现了正序电压的最大化支撑。其次,为保证逆变器在安全的前提下充分利用自身容量,提出一种考虑电压跌落程度和IIDG有功出力大小的场景区分方法。然后,根据不同场景下的电流注入模式和控制目标推导参考电流,使IIDG兼具电压支撑、电流限幅能力。同时,通过输出有功功率和负序无功功率,提升了系统稳定性,降低了电压不平衡度。最后,基于Matlab/Simulink搭建了含IIDG的仿真模型,算例结果验证了所提策略的有效性。     

含逆变型分布式电源花瓣式配电网单相接地故障特性分析

花瓣式配电网具有高供电可靠性,但闭环运行模式和逆变型分布式电源接入使其故障特性变得更加复杂.针对含逆变型分布式电源花瓣式配电网的单相接地故障,利用对称分量法推导了故障点接地电流、故障相电流及线路各序电流的公式,并揭示了各电流的变化规律,然后通过仿真对分析结果的正确性进行了验证.结果表明,随故障点按顺时针方向沿花瓣式环网...     

考虑分布式逆变电源特性的距离II段自适应保护整定方案

随着新能源的发展与应用,适用于光伏发电的逆变电源越来越多地投入电网中使用。由于分布式逆变电源与传统电源的故障特性和输出特性不同,电网原有的距离保护动作特性将会有所改变。详细分析了分布式逆变电源的故障特性及其对电网距离II段保护的影响。结合不同故障类型下传统距离II段保护的分支系数,对含分布式逆变电源线路的距离II段保护整定的分支系数进行修正。提出适用于含分布式逆变电源的输电线路的距离II段保护整定方案,提高了含新能源电网的距离保护动作的准确性和可靠性。最后在PSCAD/EMTDC中搭建了含分布式逆变电源的电网模型进行仿真分析,验证了所提出的自适应距离II段保护整定方案的有效性,提高了距离II段保护动作的灵敏性和可靠性。     

基于阻抗特性的IIDG孤岛保护与故障穿越协调运行方法

针对逆变型分布式电源(IIDG)的孤岛保护和故障穿越两种功能存在的运行冲突问题,提出一种基于公共连接点(PCC)阻抗特性的IIDG孤岛保护和故障穿越协调运行方法。基于PCC等效阻抗的传递函数解析模型,分析并网和孤岛运行状态下的阻抗特性。根据孤岛和电压暂态扰动情况下PCC阻抗的变化特征实现了同一逆变器中孤岛和电压暂态扰动现象的同步检测,从而正确执行孤岛保护与故障穿越两种功能。算例表明,所提方法可以有效辨识孤岛和电压暂态扰动现象,协调IIDG的孤岛保护和故障穿越两种功能,对已有的故障穿越和动态无功支撑方法具有较好的兼容性,有利于IIDG主动参与电网调节,更好地适应在配电网中的高渗透并网。     

逆变型分布式电源接入对接地距离保护的影响与对策

针对IIDG接入系统的110 kV联络线金属性单相接地故障,分析了线路两侧正序电压极化接地距离保护的动作性能,指出存在由故障位置和IIDG容量决定的保护失效功率边界,若负荷无功高于此边界,IIDG侧接地距离保护在正向区内故障时拒动、在正向区外故障时误动,电网侧接地距离保护在反向区外故障时误动。提出两种应对策略,对策一将IIDG接入的110 kV变压器中性点直接接地,此时正序电压极化原理仍适用于IIDG接入系统;对策二采用零序无流判据和相电压极化距离元件构成接地距离保护方案,该保护判断不受IIDG接入的影响且无死区问题。     

电网故障计算中零序多重互感线路的处理

按照故障计算和保护整定软件实际的编写顺序分别论述了在零序多重互感线路上发生故障时对所在互感组的处理、互感参数矩阵对节点导纳矩阵的贡献、不同运行方式下互感组的特殊处理以及求解互感组零序电流的方法,对于零序多重互感的考虑全面而灵活,该方法已经在大型故障计算和保护整定软件中应用,并且在各种情况下短路电流计算都正确,从而证明所述方法正确可行。     

基于多目标加权灰靶决策的有源配电网故障区段定位方法

分布式电源接入配电网后,现有利用单一故障特征信号的集中式定位方法难以可靠定位故障区段.针对这一问题,提出一种基于多目标加权灰靶决策的分布式故障区段定位方法.通过分析分布式电源接入对单相接地故障电流的影响,选取分别归一化的区段内等值电阻、区段暂态零模电流波动量、衰减速度及零序电流差作为区段状态评价指标,计算各区段采样数据...     

考虑配电网保护约束的IIDG准入容量及对策分析

逆变型分布式电源（IIDG）在系统故障时的输出特性与旋转电机有显著差异。考虑逆变器有限的过流能力建立了恒功率并网控制策略下的IIDG输出模型,定性分析配电网不同位置故障时IIDG的接入对继电保护可能的影响并推导含IIDG的短路电流计算公式。进而在保护配置不做出调整的条件下求得多个特定接入点处的IIDG的最大准入容量,并与未考虑过流限制的计算结果进行对比分析。为满足含高渗透率IIDG的复杂配电网保护需要,提出了一种配电网区域划分基础上的新型故障定位算法并借助算例进行了验证。     

适应IIDG接入的就地型馈线自动化改进策略

随着逆变型分布式电源（IIDG）的渗透率不断提升,基于单向潮流设计的就地型馈线自动化（FA）可能无法应对IIDG接入的场景。针对这一问题,以目前应用较多的2种就地控制型FA模式,即电压-时间型以及电压-电流型FA为例,详细分析了IIDG接入对就地控制型FA各开关动作情况的影响。在此基础上,结合电流保护、电压序分量以及方向元件对FA系统进行改进,提出了适用于有源配电网的就地控制型FA方案。最后,搭建FA系统仿真模型进行验证。结果表明,该策略可有效缓解IIDG接入对出口断路器保护、无压分闸以及电压电流型开关过流检测的影响,提高有源配电网的故障处理水平。     

Modeling the three-phase short-circuit contribution of photovoltaic systems in balanced power systems

A high penetration of Photovoltaic (PV) systems into power networks can alter the fault currents and negatively impacts on the operation of the protection systems. In this paper, a new analytical model of the fault contribution of a three-phase PV system equipped with a voltage source converter is proposed. Such a model extends the classical steady-state short-circuit analysis to balanced active power networks including PV systems, with the aim to analyze their impact on the breaking capacity of the interrupting devices. The proposed model: (i) takes into account environmental conditions and VSC current limits; (ii) includes the effects of reactive power injections by a detailed representation of different type of VSC control systems; and (iii) can be easily integrated in a software package for power system analysis. The proposed approach is validated by comparing analytical results with time-domain simulations of the IEEE benchmark PV system. Furthermore, it is used to evaluate the impact of a large penetration of PV systems on the fault currents.     

基于测量阻抗变化的含IIDG配电网保护研究

含IIDG配电网,由于电力电子器件的限流控制以及不同的控制策略,会导致传统保护失效。因此提出了一种通过采用故障前后线路两端测量阻抗幅值的差值变化和线路两端测量阻抗相角差变化为判据的含IIDG配电网保护方案,该方案可以实现配电网区内外故障的有效识别,实现保护的正确动作。方案的有效性通过PSCAD/EMTDC仿真软件进行了验证。