微电网不对称故障模式下IBDG运行特性及无畸变限流保护研究

微电网安全可靠的运行离不开精确地控制和保护。由于微电网中微电源自身的特点,使孤岛微电网中的电气量的变化在故障情况下与传统大电网有很大的差别。因此,研究不同故障情况下IBDG的运行特性以及它们对微电网系统故障特性的影响至关重要。本文研究了孤岛微电网不对称故障模式下IBDG的运行特性,对电气量的变化做出了定性分析。在不对称故障情况下针对传统的限流造成的电压电流畸变,采用无畸变限流方法,减少系统中的谐波分量。利用Matlab/Simulink仿真软件搭建了由三台逆变器组成的微电网的仿真模型,设置故障参数并进行仿真研究,验证对微电网故障情况下IBDG的运行特性及无畸变限流理论分析的正确性。

基于IBDG的微网控制建模及故障仿真分析

微网中含有大量的逆变型分布式电源(IBDG),其运行控制及故障特性与传统同步发电机不同。分析了IBDG的逆变器控制方式,在DIgSILENT仿真软件上建立了微网在不同运行控制模式(并网、孤岛)下IBDG的控制模型。分析了在不同控制下线路发生短路故障时IBDG侧与线路侧的故障特性,比较分析了微网不同运行控制模式下故障保护受到的影响,为含IBDG的微网保护策略提供依据。

基于逆变型分布式电源微电网保护的研究

针对逆变型分布式电源的微电网不同于传统电源的控制方式、短路故障电流小和电流双向潮流流通等特点,讨论了微电网保护与传统电网保护的区别及分布式电源的接入对配电网的影响。通过介绍逆变型分布式电源的控制特点,总结了2种不同类型的微电网保护方法,即基于传统过电流保护方法和基于现代通信、计算机技术的数字网络化保护方法。

光伏并网逆变器控制策略研究

逆变型分布式电源(inverter-based distributed generation,IBDG)以良好控制及转换电能的能力在微电网中得到了广泛的应用。将IBDG等效为直流电压源,逆变器控制采用双闭环控制策略进行并网控制。外环为电压环,主要是针对逆变器的输入端电压,控制其维持稳定;内环为电流环,主要目标是控制逆变器的输出电流与电网电压同频同相。在PSCAD/EMTDC软件中搭建逆变器模型,并通过设置负荷的投切以验证所制定的逆变器控制策略的有效性;仿真运行表明,采用双闭环控制策略的逆变器在负荷变化的情况下的输出依旧与设定的预期相符。

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。

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的不平衡配电网短路电流计算方法研究

逆变型分布式电源(IBDG)的输出由其控制策略决定而具有很强的非线性,使传统配电网的短路电流计算方法不再适用,而配电网的不对称更是进一步增加了其短路计算的难度。根据对称分量法推导出不平衡配电网的故障点各序电流,提出一种基于序网络迭代修正的不平衡配电网短路电流计算方法,在每一次迭代中,根据当前节点各序电压分别修正IBDG的输出电流和各不对称元件补偿电流源的输出电流,利用节点电压方程得到新的节点各序电压和故障点各序电流,直到满足收敛条件。最后,基于PSCAD/EMTDC对含IBDG不平衡配电网的进行了仿真计算,验证了所提方法的准确性和有效性。