适用于逆变型分布式电源T 接的配电网线路纵联保护方案

针对逆变型分布式电源(IIDG)T接于配电网导致双端电流纵联差动保护难以适用的问题,提出一种基于线路端点正序电流的新型纵联保护方案。建立以并网点正序电压主导的IIDG压控电流源模型。根据线路本端保护测量所得正序电气量分别求解对端正序电流计算值。在此基础上,将同一端点测量值与计算值的相量差幅值作为保护动作量,并利用发生区、内外故障时保护动作量的差异形成故障识别判据。考虑计算误差及互感器传变误差对保护整定值的影响构建完整的保护方案。该方案在保护动作量计算过程中无须实时获取IIDG运行状态,仅在现有双端纵联通道内对线路两端的电气量进行通信即可准确识别区内、外故障,通信压力小。仿真结果表明所提保护方案可靠有效,受IIDG出力影响小且具备一定抗过渡电阻能力。

含T接逆变型分布式电源配电网的自适应距离保护

大量逆变型分布式电源(Inverter Interfaced Distributed Generation,IIDG)接入配电网,传统继电保护技术的可靠性无法满足。为了提高配电网供电可靠性,适应可再生能源大量渗透的新型电力系统,针对含T形接入IIDG的配电网,文章提出了一种自适应性的距离保护方案。分析了故障发生在不同位置对保护的影响,根据IIDG在系统发生故障时的输出特性,通过BP神经网络利用保护本地电气信息计算IIDG的输出电流,实时整定动作值。该方法由于无需与远方通信,动作速度快,并且减少了通信系统的投资。最后在MATLAB中建立了含T形接入IIDG的10 kV配电网模型,并与传统距离保护进行了对比,验证了该保护方法的优越性。

含逆变型分布式电源的不平衡配电网快速短路电流计算

为实现含逆变型分布式电源的不平衡配电网快速短路电流计算,首先建立计及故障穿越控制的逆变型分布式电源序等效受控电流源模型,通过引入虚拟线路和虚拟节点并结合广义Fortescue变换建立不平衡配电网的系统序导纳矩阵。在此基础上构建含逆变型分布式电源不平衡配电网的序节点电压方程,提出基于序分量的短路电流迭代计算方法。通过引入预条件处理的广义极小残余法可避免求解系统序阻抗矩阵,能够有效提升短路电流迭代计算的计算速度。最后,通过对含逆变型分布式电源的13节点、123节点和多个大型合成系统仿真结果对比,验证了所提方法的正确性和可行性。

逆变型分布式电源接入配电网的电流纵联保护研究

针对逆变型分布式电源(IIDG)接入的配电网,首先在新的并网规程下,分析了IIDG的故障特性,提出了故障等值模型;然后根据IIDG接入配电网故障时,线路两端故障电流的比值分布情况,指出现有电流纵联保护方案不能准确区分区内外故障与高投资的缺陷,提出一种主保护结合辅助保护的电流纵联保护新方案,辅助保护只需要在主保护不能正确区分区内外故障的情况下进行配置,减少了投资。最后,通过标准的IEEE 33节点线路进行仿真,验证了该方案的可行性,为大量IIDG接入配电网后的保护提供可靠的保障。

基于工频变化量的含逆变型分布式电源不平衡配电网故障分析方法

由于逆变型分布式电源(inverter interfaced distributed generation,IIDG)输出具有非线性特征,配电网常规的故障分析方法难以揭示故障后工频变化量的特性,而网络参数的不平衡更增加了分析难度。为此,首先建立IIDG的故障工频变化量等值模型,并分析其特性规律;然后,针对不平衡网络,通过并联补偿电流源的方式建立不平衡元件的序分量等值模型,进而提出一种计及脱网时序、基于序网络迭代修正的含IIDG不平衡配电网故障工频变化量计算方法;最后,基于PSCAD/EMTDC对所提算法进行仿真验证。仿真结果表明所提算法可准确、快速地求解含IIDG不平衡配电网故障后的工频变化量(幅值最大相对误差小于1%),可用于基于工频变化量故障特征的继电保护原理研究与性能分析。

考虑高渗透率逆变型分布式电源并网控制

针对高渗透率下逆变型分布式电源并网能够对电网具有电压和频率支撑的问题,提出一种基于偏移度分区的逆变型分布式电源并网控制策略。首先,计算系统频率和电压的偏移度,并根据偏移度将系统分为9个区域,当系统处于不同区域时,改变逆变型分布式电源的功率输出模式,通过采用不同的控制方法,使分布式电源自主参与电网电压和频率调整;其次,对于系统频率和电压的细微波动等原因而发生的频繁切换问题,采用增加切换裕度来避免各运行模式之间的频繁切换;最后,利用MATLAB进行仿真,验证了该控制策略的正确性及模式间切换控制的有效性。

大容量逆变型分布式电源接入对配电网单相接地检测的影响

大容量IIDG(逆变型分布式电源)接入配电网之中会影响单相接地的检测,危害配电网的安全稳定运行。根据IIDG特性和序网理论,给出小电流接地系统中发生单相接地时故障电流和线路零序电流的理论计算方法,得出IIDG的基波和谐波分量会影响故障点电流以及线路零序电流的结论。通过仿真分析了零序电流采样谐波含量高对单相接地判断的影响以及小波包算法对高谐波采样的适应性,说明了含大容量IIDG的配电网中接地选线校核的重要性,得出了基于小波包算法的接地选线算法在IIDG渗透率更高的配电网中适应性较好的结论。

基于逆变型分布式电源阻抗特征的有源配电网线路保护

随着逆变型分布式电源(Inverter Interfaced Distributed Generation,IIDG)接入配电网,传统过电流保护出现误动和拒动的问题,现有的有源配电网保护也不完全适应IIDG接入后的复杂结构和控制策略。结合阻抗受运行方式影响小、故障变化量受负荷电流和过渡电阻影响小的特点,提出基于阻抗特征的有源配电网保护方案,利用线路测量阻抗的相角和幅值关系来确定故障位置。分析故障后IIDG阻抗的相角和幅值特性以及区内外故障时被保护线路两侧测量阻抗的相角和幅值特性,设计保护原理和实现流程,重点考虑数据不同步的影响。通过数字仿真验证了基于阻抗特征的保护方案的有效性,该方案对同步性要求低,耐受过渡电阻能力强,在不同新能源渗透率、不同线路长度、不同电流限幅倍数等情况下,均能正确判别区内外故障。

含逆变型分布式电源的配电网新型纵联保护

为提升含逆变型分布式电源(inverter interfaced distributed generation, IIDG)的配电网电流差动保护的灵敏度,分析IIDG与同步发电机故障电流波形差异,当线路发生区内故障时,两侧电流波形差异很大;当线路发生区外故障时,两侧电流波形差异较小,从而提出了一种基于线路两侧电流波形相似度系数的纵联保护方案。利用线路两侧电流的余弦相似度的差异,构造相似度系数,从而实现保护的整定。仿真结果表明:该保护方案能正确识别区内、区外故障,耐受过渡电阻及抗同步误差的能力良好,与传统电流差动保护相比,灵敏度得到有效提高。

基于电流保护的逆变型分布式电源优化配置

逆变型分布式电源的并网使系统的供电模式从原来的单电源供电变为多电源供电,给传统的继电保护带来了诸多挑战,可能导致保护装置发生拒动或者误动。以具有低电压穿越特性的分布式光伏电源为研究对象,分析了其接入配电网后对系统原有继电保护的影响,在不增加配网继电保护投资成本的情况下计及电流保护、节点电压及位置分布等约束条件,构建了考虑逆变型分布式电源并网容量和综合成本费用的多目标规划模型,并利用粒子群算法在IEEE 33节点系统中进行算例分析。结果表明:考虑电流保护约束的逆变型分布式电源配置方案能够确保故障发生时系统原有保护装置的正常动作,验证了计及电流保护的必要性。

含逆变型分布式电源的花瓣型配电网故障定位策略研究

针对含逆变型分布式电源(Inverter Interfaced Distributed Generation,IIDG)的花瓣型配电网的故障定位问题,文中提出了一种基于电气参数的综合故障定位方法,可用于解决三种不同类型的故障问题。对于两相短路故障,采用基于负序电流相位差的故障线路识别方法;针对单相接地故障,基于零序分量推导出测距方程,并利用区段线路长度约束排除虚假根,准确确定实际故障位置;对于对称故障,利用多线路正序电流的相位和幅值来确定故障位置;利用PSCAD/EMTDC系统对所提出的方法在不同故障情景下进行了故障距离和接地电阻测试。结果表明,与其他方法相比,所提方法定位精度更高,在不同故障类型下的定位误差不超过1%,从而验证了该方法在含IIDG的花瓣型配电网中具有更高的精度和抗故障能力。

含PQ控制逆变型分布式电源的配电网故障分析方法

随着逆变型分布式电源(inverter interfaced distributed generation,IIDG)在配电网中的渗透率不断提高,且在新的故障穿越行为要求下,现有的故障分析方法已不再适用。为此,提出一种适应于最新并网规定的含PQ控制IIDG的配电网故障分析方法。该方法首先通过分析IIDG故障电流特性,提出计及控制特性的IIDG压控电流源等值模型;在此基础上,建立了故障下的含IIDG配电网节点电压方程,并针对不同IIDG间相互耦合以及公共连接点(point of common coupling,PCC)故障电压与IIDG故障电流之间存在非线性关系,提出相应的迭代修正求解方法。最后,通过算例仿真计算,验证了所提方法的可行性和有效性。

含逆变型分布式电源的电网故障电流特性与故障分析方法研究

为满足并网规程的要求,提出一种逆变型分布式电源的低电压穿越运行控制策略。在此基础上,从逆变器控制器的动态响应特性出发,对逆变型分布式电源的故障电流特性进行研究。建立逆变型分布式电源在对称故障和不对称故障下短路电流的计算模型,并对含逆变型分布式电源的配电网故障分析理论和方法进行探讨和分析。数字仿真结果验证了理论分析结果的正确性。研究结果有助于提高逆变型分布式电源的故障穿越运行能力,并深化其故障特性分析,为分布式电源规模化接入后电网的继电保护原理研究和性能评估提供参考。

基于逆变型分布式电源控制策略的微电网电能质量控制方法

微电网中负载与电源类型多样,电能质量指标可能会不满足要求,为此提出了利用逆变型分布式电源(inverter interfaced distributed generator,IIDG)控制微电网电能质量的方法。检测IIDG接入点母线上的电压和微电网提供的三相电流,根据其派克变换结果调整逆变器的输出电流,使微电网仅提供负载所需的基波正序有功电流;同时检测并调整IIDG直流侧的电容电压,实现对系统有功功率输出的闭环控制。算例结果表明该方法在补偿无功、降低电压不平衡度和谐波畸变率等方面性能良好。

含逆变型分布式电源配电网自适应电流速断保护

对于含分布式电源(DG)尤其是逆变型分布式电源(IIDG)的配电系统,由于其电源出力的随机性,将导致传统电流保护的定值很难整定。针对这一问题,文中结合含IIDG配电系统故障时的特点,在已有自适应电流速断保护的基础上,对含IIDG配电系统的自适应电流速断保护进行了研究。分析结果表明,对于保护背侧接有IIDG的情况,在对某些参数重新定义后,仍可按照已有自适应整定表达式的形式对保护进行整定。该整定方法仍然能够根据系统当前运行方式和IIDG的出力情况自适应地调整定值,而且不用借助通信手段,与传统的电流速断保护相比,含IIDG配电系统的保护性能得到了很大改善。通过对一个10kV配电系统的仿真分析,验证了该整定方法的正确性。

含负序电流注入的逆变型分布式电源电网不对称短路计算

电网故障时逆变型分布式电源(inverter interfaced distributed generator,IIDG)的不脱网控制策略决定了其故障电流,而传统等值模型未计及IIDG负序电流注入,造成含IIDG电网短路计算的局限性。文章分析了含IIDG电网短路计算原理,结合故障中IIDG序电流控制和无功功率支撑,建立IIDG短路计算序分量电流源模型。在此基础上,比较不同控制条件下多逆变型分布式电源(IIDGs)短路电流和端电压响应,揭示IIDGs短路电流与电网以及自身不脱网运行持续时间的关系,提出计及不脱网运行时序和序电流控制的多IIDGs电网短路电流的对称分量迭代算法。采用PSCAD/EMTDC软件仿真验证该方法的正确性。

含逆变型分布式电源的配电网正序阻抗纵联保护

逆变型分布式电源区别于传统电源的故障特性导致传统电流保护难以快速可靠切除故障,也影响了现有输电网保护原理直接应用于配电网的动作性能。借鉴电流差动保护原理思想,定义了正序差动阻抗,理论分析了其在区内外故障时的幅值差异,提出了一种适用于有源配电网的正序阻抗差动保护原理。为进一步改善保护性能,有效应对分支负荷的影响,构造了带制动特性的动作判据。针对区内三相金属性短路故障时保护存在的死区问题,利用故障时正序阻抗与正序电流幅值特征构造了辅助判据。与传统电流差动保护相比,所述方法无需两端数据同步采样,对通信要求较低。仿真结果验证了保护原理的有效性。

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。

含逆变型分布式电源的微网故障特征分析

微网中的微电源大多是逆变型分布式电源,其故障特征不同于传统的同步发电机,详细分析逆变型分布式电源的故障特征,以及由此类电源组成的微网的故障特征是微网保护的基础。在DigSilent仿真软件上建立了恒功率控制和恒电压频率控制的逆变型分布式电源,以及孤岛和并网2种运行模式下微网的仿真模型,分析线路发生不同故障时电源侧及故障线路的故障特征,提出了不同控制方式下微电源的等效模型,为微网保护提供了依据。

含逆变型分布式电源配电网自适应电流速断保护方案

近年来,针对含有逆变型分布式电源(IIDG)的配电网保护受到广泛关注。然而,现有的基于远方信息或就地信息的保护原理都存在着一定的局限性,尤其是IIDG以T形接入方式接于线路上的情况。为此,文中首先研究了IIDG的控制策略及其故障电流输出特性,进而提出了计及控制策略的含IIDG配电网自适应电流速断保护新原理;其次,提出了利用基于IEC 61850通信协议中的制造报文规范(MMS)服务获取IIDG的功率参考值和控制参数的保护实现方案,以较小的经济代价确保自适应电流速断保护在不同的分布式电源出力条件下具有固定的保护范围;最后,基于实时数字仿真(RTDS)和自主研发的保护装置平台,实现并验证了所提保护方案的有效性。