基于正序电流有功分量的有源配电网多端差动保护方法研究

分布式电源的接入,使得潮流双向流动、短路电流变化复杂,传统三段式电流保护难以适用。针对分布式电源负荷多端接入场景下难以解决数据同步的问题,提出一种基于正序电流有功分量的多端差动保护方法,利用正序电流有功分量为直流量、基本不受对时误差影响的特点,构造差动保护判据,实现多端差动保护。仿真结果表明,该方法能够有效判别区内故障,且具有一定的抗过渡电阻能力。

基于多端差动的风电场集电线路保护新原理

分析了风电场故障对集电线路电流保护及距离保护的影响,提出了多端差动的单元式保护与风电场多段保护,并通过PSCAD/EMTDC进行了仿真,验证了多端差动保护动作的正确性,得到多端差动保护提高了风电场集电线路的保护灵敏度与可靠性,具有较高的准确度和灵敏度。

基于故障波头的多端差动保护向量对时修正算法

分布式电源在配网中的大量接入,对配网本身继电保护系统的动作性能提出了新的要求。现有基于SDH通信对时的多端差动保护整定为了保障动作的可靠性,必然会牺牲一定的灵敏性,已不能适应未来有源配电网的发展需求。本文提出了一种基于故障波头到达时刻的多端差动保护向量对时修正算法,能够在电气距离规模较小的配网中修正对时失准的差动电流信号,在不牺牲灵敏性的前提下,大大提升了保护的可靠性。最后通过算例对该算法的性能进行了分析和校验,验证了其优越性。

一种基于EPON的时钟同步协议在配网多端差动保护中的研究及应用

配网线路分支线路多、拓扑复杂,将传统差动保护用于配网线路时存在投资成本大、管理复杂的缺点。在基于EPON的配网自动化系统中,如借用EPON通道实现配网线路的多端纵联差动保护,可解决上述问题,但其采样值同步是一个难点。针对EPON通信的固有特点,设计了一种类似于IEEE 1588的时钟同步协议,该协议简化了IEEE 1588主从时钟的交互机制,可使网络内各设备的时钟与主设备同步,精度能满足配网线路多端差动保护的要求。经试验验证,该方法可解决EPON通信条件下的设备时钟同步问题。

多端差动保护的自同步技术

自同步技术在线路差动保护中发挥了重要作用。GPS既可以为非交换网络也可以为交换网络正确完成同步。作为一种备用同步方式,乒乓技术只能在非交换网络中正确动作,因为此时发送和返回通信通道是一致的。作为对GPS的补充,在将本侧电流和电压相量和对侧传送来的相量值比较的基础上,提出了各种不同的自同步技术。这些技术只适用于双端,或多终端但只有一个T接点的输电系统中。针对有多个T接点的多端输电系统提出了一种自同步新技术。通过利用节点阻抗矩阵和对侧的等量阻抗,可以在本侧计算出流入远方终端的节点电流。然后通过将计算出的节点电流与对侧传来的电流数值相比较,可以计算出时间差。故障时,可以利用故障探测器闭锁自同步功能。提供的算式可以扩展应用到任何电力系统的拓扑网络。大量的仿真试验数据表明,计算出的时间延迟数值最大误差低于0.08ms,远远低于差动保护所要求的数值。此技术已经在商业产品中运用。

基于同步相量的多端电流差动保护

随着新能源的蓬勃发展,多端输电线路的应用场景逐渐增多,多端电流差动保护应用成为最佳选择。本文提出一种基于同步相量的多端电流差动保护方法,使多端输电线路的差动保护应用具备可行性。基于IEC 61850-90-5协议,通过网络报文方式传输可路由的电气量信息,实现纵联通信数据定义的标准化。在分析同步相量特性的基础上,提出一种不依赖通道收发时延一致性的差动保护同步方法,并进一步提出基于光纤和5G无线通信的通道拓展方式,在保证差动保护可靠性的前提下,有效提高多端电流差动保护对通道的适应性,提升多端输电线路系统的供电可靠性。

多端纵联差动保护突变量数据自愈同步算法

为了消除采样值在数据链路中的延时误差对纵联差动保护装置的影响,本文提出一种基于突变量的保护数据自愈同步算法。首先实时计算各端采样数据的突变量,当超过突变量阈值时,判定多端系统发生短路故障。然后根据采集的电流波形的突变特征计算出各端数据的故障突变时刻,再以某一端的故障时刻为基准,自动补偿其他端与该端之间的时间差,形成新的采样序列,采用重新同步后的采样序列计算故障后差动电流和制动电流值以确保保护装置正确动作。通过理论分析和算例仿真,验证了本算法的正确性和有效性,且本算法有利于提高智能保护装置动作的可靠性,可实现多侧差动和广域差动等原理保护。

国网辽宁电力:220 kV线路四端光纤电流差动保护投运

8月6日,国网辽宁省电力有限公司牵头研制的国内首套220 kV线路四端光纤电流差动保护正式投运。这标志着自2021年年底阜新50万kW平价光伏上网项目试点应用220 kV三端光纤电流差动保护后,该公司在220 kV多端差动保护技术上取得新突破。受变电站间隔资源紧张、投资大等因素影响,220 kV新能源接网规划由专线接入逐步转向T接方式。接网拓扑的变化造成传统的光纤电流差动保护无法适用,而系统侧配置的单端量保护受小短路比和新能源助增效应影响,保护选择性和灵敏度方面存在短板,急须攻克T接多端差动保护工程化难题。

适用于花瓣形配电网的联络线后备保护方案

花瓣形配电网具有高可靠供电的特点,其拓扑结构比传统的配电网更加复杂。针对联络线后备保护在变电站附近故障时隔离时间较长的问题,提出了一种新的后备保护方案。首先利用多端差动保护的思想判别出故障联络线所在的花瓣环,再根据各段联络线有功功率的变化趋势判断故障联络线,从而触发断路器跳闸隔离故障,并研究了主保护与后备保护的配合问题,最后利用PSCAD/EMTDC建立花瓣形配电网保护模型,分析了所提方案的保护动作和故障隔离情况,验证了保护的效果。结果表明,与传统的后备保护相比,此方案能够缩短变电站附近故障的隔离时间,且不受电网负荷和故障位置的影响,减少了电网中的采集设备数量。