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。

考虑低碳和柔性负荷的有源配网扩展规划模型

在配电网低碳化的背景下,提出了考虑低碳和柔性负荷的有源配电网扩展规划模型,其目标是在满足网络运行约束和CO_(2)排放上限的前提下,给出总成本最小的投资策略。决策变量包括更换过载线路、投建新能源和储能装置,以及投建稳压器和电容器组等电压控制设备。模型提出了多项式形式的电压相关型的柔性负荷特性,针对柔性负荷模型以及网络重构约束中的非线性约束,建立分段McCormick包络法和虚拟需求法将其转化为混合整数二阶锥优化模型。考虑新能源出力、负荷和能源价格的不确定性,采用基于场景聚类的两阶段随机优化方法进行求解。通过69节点系统对该模型进行测试,结果表明,所提模型不仅总规划成本较低,而且有助于减少碳排放。

基于LVRT能力光伏电源的配电网继电保护增强技术研究

近年来,具备低电压穿越(LVRT)技术的分布式光伏系统在配电系统中的应用不断增加。然而,由于分布式光伏系统的短路电流贡献较低,与传统同步电机的短路特性存在差异,这导致传统过流保护系统易出现误动作问题。针对该问题,提出了一种自适应整定策略,用于提高过流保护系统的性能。该策略基于LVRT工作原理,通过对故障电压进行估计,并利用故障期间电压下降效应来补偿分布式光伏逆变器的限流控制引起的电流轻微增加,从而加速保护系统的动作速度,并在IEEE-12节点配电系统上使用DIgSILENT软件对所提出的方法进行了验证。实验结果表明,在保持选择性的同时,所提出的自适应整定策略显著改善了保护系统的动作时限,验证了其有效性。

计及不可测分支负荷电源助增效应的有源配网幅值差动保护新判据

电流相量差动保护是性能最为优良的保护判据。但是,在配网中应用时,由于条件所限,一般很难保证线路两侧电流测量的同步性。幅值差动保护通过挖掘传统差动保护中幅值蕴含的故障信息,在配网中可最大化地提升保护性能。然而,当不可测分支为以感应电机为主的大容量负荷时,现有的幅值差动保护判据难以同时满足保护的安全性和灵敏性。为解决以上难题,分析了感应电机的故障电源效应,从机理上揭示了含感应电机型不可测分支的线路故障前后两侧电流幅值的变化规律。在此基础上,提出一种新型幅值差动保护判据:利用故障前后线路两侧电流幅值之差,分别构成制动量和动作量,并且制定了自适应动作特性曲线,解决了由于感应电机反充电流造成的区内高阻故障和区外严重故障的辨识困难问题。仿真结果表明,该判据可有效规避感应电机接入线路导致保护误动的风险,并且在此前提下,具有保护区内全线100Ω的耐受过渡电阻能力。

融合FTU和配变告警信息的有源配网故障定位方法

针对含分布式电源的有源配网相间短路故障定位问题,提出了一种融合FTU和配变告警信息的有源配网故障定位方法。首先,考虑配网故障后FTU和配变告警信息的不同特征,根据配网拓扑,动态生成不同告警信息对应的反映故障区段和告警信息关系的关联矩阵,并据此构造新的开关函数,有效避免了繁琐的逻辑运算。然后,根据两种信息源收到的实际告警信息分别建立优化模型,利用遗传算法求解,计算对应信息源下各区段的故障概率。最后,利用证据融合理论将两种信息源下的结果进行融合,得到最终的故障定位结果。以修改后的IEEE 33节点为例进行验证,结果表明,所提方法可对单点和双重故障实现定位,且具有较高的容错性。

基于单环寻优策略的有源配网重构方法

配网DG接入导致智能优化算法在重构求解时易陷入局部收敛且寻优率较低。考虑配网拓扑特性与算法的关系,将两者深度结合,提出基于单环寻优策略的有源配网重构方法。首先引入莱维飞行对量子粒子群算法进行改进,建立了莱维系数量子粒子群算法。其次提出自适应环压有序环矩阵作为算法的解空间。最后根据配网拓扑与算法全局最优解之间的对应关系提出单环寻优策略,与算法深度结合进行求解。通过改进算法、优化解空间、配网拓扑与算法深度结合三个角度提高算法全局搜索能力和寻优效率。通过对多个电力系统进行仿真分析,验证所提算法和策略的有效性和适用性。

有源智能配网FMEA表及可靠性标准化评估方法

智能环网柜等配网自动化技术及可再生能源的发展,在提高了配电网智能化的同时也增加了可靠性分析的复杂度。采用故障模式后果分析法(failure mode and effect analysis,FMEA)可提前预判有源智能配网故障隔离及负荷转供多样性带来的影响。针对FMEA法人工生成工作量大,缺乏系统整体评估等问题,提出了基于负荷划分的FMEA表及有源智能配网可靠性评估的标准化方法。该方法兼顾有源智能配网中智能化及多DG供电特性,基于图论技术中的广度优先搜索和连通性判别方法,以故障后有源智能配网内负荷划分识别矩阵为关键表征量,建立了FMEA表二维矩阵的线性化表达。同时,结合负荷划分识别矩阵及FMEA表,构建了有源智能配网可靠性系统评估指标的标准化模型。算例仿真表明,本文所提标准化方法简明,对复杂有源智能配网具通用性,与蒙特卡洛分析方法对比,验证了所提方法的有效性。

基于储能系统的有源配网能量分层管理研究

文中详述了储能系统在配网中的功能和应用场景,包括最优潮流调流、不间断电源、区域能量管理等,并且,文中提出了一种储能系统能量分层管理控制方法,以统一实现上述不同时间初度下的管理功能。储能系统包括第一、第二两层控制层级,且分别为长时间尺度、短时间控制方式。最后,通过MATLAB/SIMULINK仿真系统有效验证了所提分层控制方法的可行性。

微电网孤岛运行模式下的协调控制策略

微电网是一种特殊形式的有源配电网,为大规模分布电源控制提供了一种有效方法。微电网能运行在并网和孤岛状态,并网时可以从主网吸收电能或向主网提供电能,当主网发生电能质量事件时,微电网能从主网脱离单独运行。微电源和存储设备必须协作才能维持微电网孤岛运行。列举并讨论微电网孤岛运行,总结不同作者提出的微电网协调控制策略,对这些不同的控制方法进行比较,提出应根据微电网不同运行模式和影响因素对分布式电源采用不同控制策略。

分布式电源接入对配网过电流保护的影响

分布式发电接入中低压配电网使传统配网成为有源配网,对继电保护提出了新的挑战。本文围绕有源配网继电保护问题展开研究,分析了有源配电网故障电流的特征以及DG接入对传统保护和安全自动装置运行的影响,并结合国内外主要的标准和技术规程,综述了当前主要的解决方案。最后以典型的辐射状配电网为算例,利用ETAP软件建立仿真模型,研究双馈风机接入配电网后潮流和短路电流的变化以及反时限保护的动作情况。结果表明,高渗透DG接入后,潮流双向流动,短路电流变化复杂,反时限保护较难满足要求,有必要利用微网技术,构建更为完善和智能的有源配网保护体系。