基于主网和馈线多负荷等值的配电网合环倒切可行性分析

配电网合环倒切可能会产生较大的合环稳态电流和冲击电流。建立合环电路等值模型计算合环电流,分析其倒切可行性,是保障电网安全稳定运行的基础工作。针对现有合环模型、电流计算方法误差较大的问题,首先提出考虑主网等值、馈线多负荷等值和变压器等值的合环电路等值模型。其次,结合叠加定理、前推回代法和牛顿拉夫逊法计算合环稳态电流,解决了迭代可能不收敛的问题。然后,基于戴维南等值电路对合环暂态过程进行分析,利用最佳频率法推导了精确合环冲击电流的表达式。最后基于PSCAD软件搭建仿真模型,得出该合环电流计算方法误差最小,验证了所提出等值模型与计算方法的准确性与优越性,对于安全进行合环倒切操作具有重要意义。

基于改进粒子群优化算法的分布式电源集群划分方法

随着新型电力系统建设进程的推进,分布式电源并网比重逐渐增加,为解决新型配电网分布式电源调控困难的问题,采用改进粒子群优化算法对大规模分布式电源进行集群划分。首先,在模块度划分标准基础上,引入群内源荷有功匹配度和无功匹配度,提出由三者加权组合的综合性能指标,构建基于综合指标体系的集群划分优化模型;其次,采用惯性权重动态递减策略改进二进制粒子群优化算法,使其惯性权重动态变化,优化粒子位置与速度的更新进程,提高粒子群优化算法的寻优效率;最后,采用改进二进制粒子群优化算法对基于综合指标体系的集群划分优化模型进行寻优,基于此对IEEE33节点、某10 kV实际配网馈线系统进行集群划分。结果表明:基于综合指标体系的集群划分方法在保障划分结果模块度基本不变的基础上,可将有功匹配度和无功匹配度分别提高30%左右;而改进粒子群优化算法对提高划分结果的各个指标值均具有明显效果。

基于小波分析的配电网电弧接地故障选线方法

鉴于城市中低压配电网电容电流急剧上升,单相接地故障电弧难以自熄,易产生电弧接地过电压及扩大事故,探究谐振接地系统(NES)电弧接地故障的可靠选线方法是保障配网稳定安全运行的基础。首先,建立NES发生电弧接地故障的等值电路,分析故障、健全线路之间零序电流存在的差异。其次,通过引入动态弧长参数改进Schwarz电弧模型,并采用MATLAB/Simulink搭建改进Schwarz电弧仿真模型,在此基础上搭建某城市中压配电网电容电流超标场景下的纯电缆线路系统电弧接地故障模型。再次,设置典型故障条件模拟任意线路的电弧接地故障,提取各线路零序电流进行coif小波分解,提出当出线发生电弧接地故障时,故障线路与健全线路非工频零序电流模极大值的极性相反;当母线发生电弧接地故障时,提出所有出线非工频零序电流模极大值的极性相同的电弧接地故障选线判据。最后,设置典型的故障条件验证了该方法对NES电弧接地故障选线的有效性。结果表明:在不同的过渡电阻、故障点距离、故障时刻相位角等典型故障工况下,所提方法均能正确选择出电弧接地故障线路。

配电网弧光接地主动转移型消弧技术

我国城市中低压配电网电容电流急剧上升且消弧线圈补偿效果欠佳,单相接地故障电弧难以自熄易产生弧光接地过电压及扩大事故,探究弧光接地故障的快速有效熄弧方法是保障配网稳定安全运行的基础。首先根据主动转移型消弧技术的工作原理,建立熄弧过程的等效电路,利用叠加定理推导熄弧时故障点电流计算公式,分析其与故障点位置、接地点过渡电阻、线路负荷电流等因素的关系;然后采用Matlab/Simulink搭建10 kV小电流接地系统单相接地故障模型,其中采用控制论电弧模型模拟单相弧光接地故障;最后通过设置典型的故障点位置、故障点过渡电阻、线路负荷电流作为故障条件,分析不同故障条件及存在高次谐波分量时主动转移消弧过程中的故障点电流、故障点电压波形。分析表明:在单相高阻接地故障时,主动转移消弧技术能够将故障电流转移至站内处理,有效减小故障点电流;在低阻接地故障时,过渡电阻较小导致故障点电流分流较大时,主动转移消弧技术能够限制故障点电压在电弧重燃电压之下;并可有效减小接地故障点的高次谐波分量,从而有效熄弧。

基于小波包分解的小电阻接地系统高阻接地故障检测方法

小电阻接地系统发生高阻接地故障时电流小于传统的零序电流保护动作阈值,并且时常伴随有电弧的发生,难以准确检测与切除高阻接地故障。文章首先分析了小电阻接地系统发生单相高阻接地故障时母线零序电压与线路零序电流的稳态特征以及接地故障电流的暂态特性。其次,针对高阻接地故障常伴随的电弧现象,对Schwarz电弧模型引入电弧长度加以改进,将改进的Schwarz模型与Mayr模型、Schwarz模型、“控制论”模型对比,分析表明所提电弧模型具有一定的合理性;并搭建了电容电流达158 A的10 kV小电阻接地方式配网模型,更加贴合实际配网。然后利用Coiflet4对母线零序电压和线路零序电流进行5层小波包分解,分析发现故障线路零序电流分解系数的极性与母线零序电压分解系数的极性相反且大于非故障线路零序电流分解系数。最后设置不同过渡电阻直接接地、不同过渡电阻经改进的Schwarz电弧模型串联接地、不同故障距离及不同故障相角等故障条件,验证了所提检测方法的可靠性。