基于阻抗修正的反时限过流保护新方案

反时限过流(Inverse-Time Overcurrent, ITOC)保护因其动作时间能跟随故障电流大小变化而变化的特性在中低压配电网中广泛应用。根据反时限过流保护的整定原则,其动作速度易受系统运行方式、故障类型及线路级数影响。另外,分布式电源(DistributedGeneration, DG)的广泛接入也对反时限过电流保护的选择性和速动性带来不利影响。针对上述问题,首先阐述了反时限保护的基本原理及其存在的动作延时过长的问题,并分析了DG接入对反时限过流保护的影响。根据不同位置故障情况下测量阻抗的变化特征,提出了一种基于阻抗修正的反时限过流(Impedance Correction Based Inverse-Time Overcurrent, ICITOC)保护新方案。该方案采用测量阻抗百分比及阻抗修正指数对反时限特性曲线进行修正,可在保证上下级保护配合关系的前提下,最大程度加快保护的动作速度。理论分析和基于PSCAD的仿真结果验证了所提反时限过流保护新方案的正确性及有效性。     

改进的配电网反时限过电流保护

配电网反时限过电流保护的动作特性与保护配合会受到接入的分布式电源影响。分析了反时限过电流保护的动作特性,在此基础上提出了基于通信的反时限过电流保护方案,该保护方案借助通信信道将分布式电源支路的故障助增电流数据发送至上级线路保护,改善了保护间的配合特性。在反时限动作方程中引入低电压加速因子构成低电压加速反时限过电流保护,改进了动作方程中时间常数的整定方法,在保证上下级保护配合特性的同时加速了保护的动作时间。PSCAD仿真结果验证了所提反时限过电流保护方案的有效性。     

计及后备保护优化级数的改进阻抗修正反时限过流保护整定方法

提出了一种计及后备保护优化级数的改进阻抗修正反时限过流保护整定方法。首先,对常规的阻抗修正反时限过流保护算法进行改进,通过增加后备保护优化级数提升其远后备保护的动作速度;其次,针对优化后的阻抗修正反时限过流保护算法整定复杂且存在失配风险的问题,以优化后的阻抗修正反时限过流主保护和后备保护总动作时间最小为目标函数,以保护选择性、灵敏性要求为约束条件,建立反时限保护参数优化整定数学模型,并引入量子遗传算法进行求解。理论分析和基于PSCAD的仿真结果表明,所提基于量子遗传算法的改进阻抗修正反时限过流保护优化整定方法能够有效提升保护的选择性和速动性。     

含分布式电源配电网的改进反时限过电流保护算法

基于分布式电源接入前后配电网短路电流的特性关系曲线,提出了一种可自适应修正短路电流的改进反时限过电流保护算法,使分布式电源接入后的保护时限曲线保持不变,以有效消除分布式电源接入对动作时限的影响。仿真分析验证了所提算法的有效性,可有效消除分布式电源接入对保护动作时限的延长或缩短作用,保证继电器有效切除各条线路故障,该研究成果将提高反时限保护在配电网中的适用性。     

配电网中分布式电源的选址定容和电流保护策略

反时限过电流保护常用于配电网的线路保护,而不同容量的分布式电源接入配电网的不同馈线不同区段时,会对原有配电网的继电保护及安全运行产生很大的影响。文中分析了逆变型分布式电源对传统反时限过电流保护的配合特性和动作行为的影响,给出了基于反时限过电流保护的选址定容方法并指出其局限性。在此基础上,研究了故障限流器在电网故障时呈现的高阻抗特性,提出了一种基于故障限流器的含分布式电源的配电网保护策略,并结合福建省湄洲岛储能电站实例,建立PSCAD仿真模型,进行计算验证。仿真结果表明,所述方法能够有效降低逆变型分布式电源对反时限过电流保护的影响,使配电网线路的保护具有良好的协调性,保证配电网的稳定运行。     

微网反时限低阻抗保护方案

为解决传统配电网保护在不借助通信技术的情况下,很难满足微电网线路保护的复杂要求,提出了一种基于负荷阻抗的反时限低阻抗保护(inverse-time low-impedance,ITLI)方案。在微电网结构及故障特点的基础上,类比传统反时限过电流保护,对新型保护的原理、反时限动作特性、配合及整定方法进行研究,给出保护的特点及配置方法。分析过渡电阻对反时限低阻抗保护的影响,并提出低电压加速和配合加速2种改进方法。ITLI保护方案无需借助通信技术,不仅不受微电源控制方式影响,而且适用于微电网并网与孤岛2种运行状态。利用PSCAD/EMTDC建立微网模型,仿真结果表明,ITLI保护方案在不同运行方式下均具有良好的动作特性,并具备较好的抗过渡电阻能力。     

分布式电源接入配电网对反时限过电流保护的影响

考虑分布式电源的接入位置和接入容量,以10 kV配电网为例建立含分布式电源的配电网短路电流计算模型,以定量分析分布式电源接入对配电网反时限过电流保护及对短路电流的影响。分析的结果是分布式电源接入将增大上游保护对下游线路故障的动作时限,且当分布式电源接入容量超出一定容量时将引发反时限保护的拒动。该结论对含分布式电源配电网的反时限过电流保护启动电流的整定、允许分布式电源接入容量的选取提供了理论参考。     

基于神经网络的并网光伏电站自适应距离保护

光伏电站并入配电网后,原先配电网的距离保护动作特性发生变化,其分支系数随着光伏电站的出力变化而变化,给含有分布式电源的配电网保护整定计算带来困难。针对某实际光伏电站结构,分析了光伏电站并网后作为分布式电源对配电网距离保护的影响,利用BP神经网络建立光伏电站的等效阻抗模型,通过BP神经网络建立其输出功率与等效阻抗的关系,并以此得到自适应距离保护的整定方法,实例验证了该方法的正确性与实用性。     

基于用户自定义特征的反时限有源配网保护方案

由于分布式电源输出功率的随机性与波动性,当分布式电源大量接入配电网后,传统的反时限过电流保护方案很难满足配电网保护选择性和速动性的要求。为此,文章通过研究数字反时限过流保护继电器,提出一种基于用户自定义特征的反时限过电流保护方案。保护方案将反时限继电器的特性常数(A)和反时限的类型常数(B)同继电器的时间整定系数、启动电流共同作为待优化的连续变量,并以最小故障电流时所有保护动作时间之和最小为目标函数,利用内点法求解保护的最优配置。方案保证了线路出口处故障时保护能快速动作,满足了配电网保护选择性和速动性的要求。最后,通过仿真分析,对保护方案进行了验证。     

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。     

分布式电源对配网继电保护影响及综合改进保护方案

随着大规模分布式电源的接入,配电网的运行方式、潮流特性及短路电流等都将发生很大变化,这对配电网线路的反时限过电流保护产生较大影响。在传统电力系统反时限电流保护基础上,分析了分布式电源在故障发生时的助增电流对配电网反时限保护的影响机理和特性,提出一种利用电压因子修正的综合改进反时限过电流保护方案,以改善相邻线路保护间的配合特性来满足分布式电源接入下的继电保护要求。在PSCAD/EMTDC环境中建立了仿真模型,验证了所提方案选择性和速动性的有效性。     

反时限电流保护整定计算相关问题研究

分析比较了不同平坦度特性的反时限电流保护特点并提出其适用范围.通过建立反时限特性方程,对反时限电流保护之间的配合进行了理论分析,依据保护范围内时间差关系,得出满足选择性的2个结论:在被配合线路出口故障时上下级保护动作时间有级差;上级保护的电流倍数小于下级被配合保护的电流倍数.该结论适合于任意开环、闭环网络.在该结论基础上对反时限保护提出了切实可行的整定方案.最后,对定时限与反时限电流保护配合以及反时限与定时限电流保护 选择性配合进行了分析.     

考虑分布式电源稳定助增效应的电压修正反时限过电流保护方案

为解决由于分布式电源(distributed generation,DG)助增效应导致传统保护方案难以同时满足选择性和灵敏性要求的难题,从理论上揭示DG接入前后反时限过电流保护动作行为特性随故障点位置移动的变化规律,分析DG接入对反时限过电流保护性能造成的影响,提出一种具有高灵敏性的电压修正反时限过电流(voltage correction based inverse-time overcurrent,VCITO)保护方案,利用故障下电网电压的自然分布与测量电压随故障位置移动的变化规律,构造电压修正因子与电压梯度指数对反时限特性曲线进行修正。VCITO保护方案基于保护本地信息整定动作时间,在确保保护选择性的同时实现速动性最优化。利用PSCAD/EMTDC建立典型35k V含DG电网模型对VCITO保护方案进行验证,仿真结果表明该方案能有效解决传统反时限过电流保护在DG接入场景中存在的选择性失配与速动性弱化问题,且具有较强的灵敏性。     

分布式发电系统对继电保护灵敏度影响规律

研究了分布式电源(DG)对过流保护灵敏度的影响规律,提出了多DG配电网的过流保护修正方案.利用单位电流法和多端口网络法对DG接入配电网后的等效电路进行了计算和分析,理论和仿真证明:单一DG对保护灵敏度的影响规律是由DG短路阻抗和接入位置决定的二次型;多DG接入系统对保护分支电流的影响特性近似看作各DG影响特性曲线的叠加;以系统短路阻抗中点为基准点,两侧按照DG短路容量顺序接入对保护分支电流的影响最小.对反时限过流保护的动作特性曲线进行正向修正和反向校核,使其保持正确的配合关系和配合裕度,从而消除DG对配电网过流保护的影响.     

基于动作时限曲线拟合思想的含DG型配电网后备保护新方法

分布式电源(distributed generation,DG)的接入可能会改变电力系统的短路电流特性,从而影响到反时限过流保护的选择性和配合关系。为此,提出一种基于动作时限曲线拟合思想的含DG型配电网后备保护新方法。从配电网主保护和后备保护的动作时间差入手,建立曲线拟合模型,并运用梯度下降法对反时限过流保护的动作时限曲线进行优化。通过在优化整定计算中考虑保护的选择性以及DG接入所带来的影响,使优化参数适用于配电网中各分段位置。然后,在配电网中设置两相、三相短路故障,并根据故障位置、类型进行整定参数再调整,最终得到参数的全局最优解。基于PSCAD/EMTDC仿真软件进行仿真分析,验证了所提方法的有效性和实用性。     

考虑逆变型DG故障穿越的交流微网反时限保护

由于分布式电源（DG）提供的故障电流水平很低,传统的过流保护方案不再适用于微网故障检测。基于测量阻抗变化的保护方案因其较高的灵敏性和适应性,可作为交流微网的保护方案。但是,现有的此类方案未考虑逆变类DG(IIDG)的故障穿越要求,且动作性能易受过渡电阻的影响。为此,提出了一种新的交流微网反时限距离（ITD）保护。新方案利用反时限动作特性方程设定保护动作时间,可同时满足IIDG故障穿越和馈线保护选择性的要求。针对过渡电阻和分支馈入的影响,提出了利用相邻保护装置交互信息以提高ITD保护性能的方法。利用Matlab/Simulink进行时域仿真,仿真结果验证了所提方案的有效性。     

新型微机反时限电流保护时间-电流特性的工程应用

反时限电流保护存在的时间-电流非线性关系和小输入电流时动作时间较长的缺陷，导致其整定复杂，可能影响到保护动作的速动性，也不便于和其他保护配合。文中提出一种新型的时间-电流函数，适用于微机型反时限电流保护，讨论了该新特性的特点，给出了保护之间的整定配合原则，分析表明应用新特性的反时限微机电流保护易于实现保护之间的配合，且动作时限短。     

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。     

含分布式电源的配电网自适应保护方法

详细分析了分布式电源出力变化对短路电流和保护装置的影响,并在此基础上提出了一种保护整定值随着接入分布式电源输出功率的变化进行自适应调整的保护方法。与传统的方法相比,该方法削弱了分布式电源出力的变化对配电网继电保护的不利影响,使保护范围增大,可靠性增加,原理简单,经济可行。最后以一个实际的10 kV的配电系统为例,通过计算验证了其正确性与有效性。     

风电场联络线距离保护的自适应整定方法

风力发电自身的特殊性导致其输电线路保护难以整定。文章分析了风电场和电网联络线的距离保护随电源电势幅值比、电势相位差、电源等效阻抗、系统频率等参数变化时的动作特性,并基于风电场侧的实时电流和电势与参与发电的发电机信息,提出了仅利用风电场侧信息量自适应整定保护动作边界的方法。仿真结果表明这种自适应整定方法具有优良的性能。