Designing a Protection Scheme in Micro-Grid Systems with DG Using Central Protection Unite and Multiple Setting Group Protection Relays

Distributed generators now is widely used in electrical power networks, in some cases it works seasonally, and some types works at special weather conditions like photo voltaic systems and wind energy, and due to this continuous changes in generation condition, the fault current level in network will be affected, this changes in fault current level will affect in the coordination between protection relays and to keep the coordination at right way, an adaptive protection system is required that can adaptive its setting according to generation changes, the fault current level in each case is evaluated using ETAP software, and the required relay setting in each case is also evaluated using Grey Wolf Optimizer (GWO) algorithm, and to select suitable setting which required in each condition, to select the active setting group of protection relay according to generation capacity, central protection unite can be used, and to improve protection stability and minimizing relays tripping time, a proposed method for selecting suitable backup relay is used, which leads to decrease relays tripping time and increase system stability, output settings for relays in all cases achieved our constrains.

A Novel Multi-objective Protection Coordination Scheme for a Microgrid with Optimal Deployment of Dual-setting ROCOV Based Relays

Relay coordination is crucial in electrical power systems to protect against malfunctions and damage caused by unexpected events like short circuits.To address the challenge associated with the reverse direction of fault current,dual-setting(DS)directional over-current relays have evolved but failed to provide proper coordination during changes of load,generation,and network.In the meantime,with the increasing number of DS relays,the total relay operating time tends to saturate.Therefore,this paper proposes a protection scheme based on the optimal deployment of conventional and dual-setting rate of change of voltage(DS-ROCOV)relays in distribution systems.This holds true for varying network topologies and is unaffected by variations in load and generation.The objective of the proposed scheme is to ensure reliable and efficient protection against faults in distribution systems by minimizing the overall operating time with the optimal number of DS-ROCOV relays.The proposed protection scheme’s performance is evaluated for different coordination time interval values as well as in different microgrid scenarios.This paper outlines the design and implementation of the proposed protection scheme which is validated on the modified IEEE 14-bus system using simulations in Matlab/Simulink.

Research of Integration of Setting Calculation System

This paper expounds the main structure design and function implementation of a provincial power grid relay protection setting calculation integration system. In accordance with the actual features of the relay protection setting calculation work, setting calculation system is developed based on the project. For the development and research of integration of setting calculation system, to achieve a certain provincial power grid relay protection setting calculation and the standardization of the operation and management, network and intelligent, is of great significance.

Optimal coordination of directional over current relays using evolutionary programming

Co-ordination of directional over current relays(DOCR) requires the selection and setting of relays so as to sequentially isolate only that portion of the power system where an abnormality has occurred.The problem of coordinating protective relays in electrical power systems consists of selecting suitable settings such that their fundamental protective function is met,given operational requirements of sensitivity,selectivity,reliability and speed.Directional over current relays are best suited for protection of an interconnected sub-station transmission system.One of the major problems associated with this type of protection is the difficulty in coordinating relays.To insure proper coordination,all the main/back up relay pairs must be determined.This paper presents an effective algorithm to determine the minimum number of break points and main/back up relay pairs using relative sequence matrix(RSM).A novel optimization technique based on evolutionary programming was developed using these main/back up relay pairs for directional over current relay coordination in multi-loop networks.Since the problem has multi-optimum points,conventional mathematics based optimization techniques may sometimes fail.Hence evolutionary programming(EP) was used,as it is a stochastic multi-point search optimization algorithm capable of escaping from the local optimum problem,giving a better chance of reaching a global optimum.The method developed was tested on an existing 6 bus,7 line system and better results were obtained than with conventional methods.

大规模新能源接入的交流电网继电保护整定计算研究

新型电力系统高速发展,新能源大量投产,现有忽略新能源电源属性的继电保护传统整定计算方法难以适应。鉴于此,结合新能源的物理特性和整定计算特点,提出了新能源的整定计算实用化模型。讨论了计及大范围新能源接入的短路计算方法,给出了恒流源和受控源接入的短路计算算法,提出了大范围新能源接入后的新能源影响域评价指标,在保证整定计算准确度的前提下提高了整定计算的效率。在前述研究的基础上,详细分析了计及新能源的参数收资、方式设置、保护配置、整定计算原则、重合闸、边界保护管理等内容。所做工作为面向新型电力系统的整定计算业务提供了解决思路,对继电保护整定人员具有借鉴与参考意义。

分布式光伏电站接入配电网继电保护整定优化

为了缓解配电网的供电压力,越来越多的分布式光伏电站接入其中,导致配电网结构发生了改变,因此需要重新整定继电保护的定值,否则,当配电网发生故障时,继电器很难有效发挥其保护作用。提出一种分布式光伏电站接入配电网的继电保护整定优化方法。以继电器协同动作时间总和最小值为优化目标,设置4个约束条件,利用微分进化算法求取目标函数的最优解,得出继电器启动电流和时间整定系数的最优整定值。实验结果表明:在接入分布式光伏电站的两相短路故障时,所提整定优化方法的继电器保护总体动作时间更短,验证了该算法的保护整定效果更好,更有利于继电器迅速排除配电网故障,保护配电网安全。

适用于严苛正序助增系数计算的故障位置快速选取方法

针对相间距离保护整定计算中严苛正序助增系数对应故障位置的选取效率较低及精度不足的问题,提出适用于严苛正序助增系数计算的故障位置快速选取方法。首先,基于节点阻抗矩阵及矩阵元素的修改公式,推导了正序助增系数表达式,整理得到13类正序助增系数随故障位置移动的可能变化趋势。然后,通过研究正序助增系数随故障位置移动的变化规律,得到5条严苛正序助增系数对应故障位置的选取判据,提出一种适用于各类复杂网络结构的故障位置快速选取方法。最后,通过IEEE多节点标准测试系统验证了所提方法的有效性。故障位置选取精度高于规程选取方法,选取效率高于多点选取方法。

变电站继电保护运行参数自动控制系统研究

大量的分布式电源接入电网中,对电网安全稳定运行提出了很大的挑战,尤其是与变电站内继电保护装置的相互配合成为一大难题。基于Java编程语言构建了一个设定值计算和协调服务主体架构,开发了相应的程序算法,在PSCAD中搭建了IEEE 14网络测试模型,通过零序电流保护、最大电流保护和距离保护3种不同的保护方式来验证服务架构计算设置的正确性。搭建的微服务架构计算的定值能够提高继电保护的选择性和灵敏性,降低分布式电源接入电网时对电网的扰动。

超、特高压交流线路反时限零序过流后备保护的整定建议

针对国家电网“六统一”线路保护装置,提出了超、特高压交流线路反时限零序过流保护的整定原则。反时限零序过流保护在保证灵敏性方面并无困难,整定原则的核心问题是解决选择性和速动性的矛盾。根据该保护的原理和逻辑提出了转折电流的概念以及接地距离保护与反时限零序过流保护的配合原则;充分考虑配合时间定值和最小时间定值对保护动作特性的影响,综合超、特高压电网实际短路电流水平和接地距离保护的过渡电阻耐受能力,将反时限零序过流保护低电流区的选择性与接地距离保护高电流区的选择性进行结合,提升了对接地故障全域电流范围的选择性切除能力;提出了方向元件投退原则。通过对某省级电网进行算例分析,验证了整定原则的有效性,该整定原则已经在实际电网中进行了应用。

舰船综合电力系统继电保护定值校核方法

针对舰船综合电力系统,提出基于大数据的继电保护定值校核方法。首先,针对舰船综合电力系统产生的海量动态数据,利用SOM聚类算法挖掘电力系统的运行数据。然后,采用基于部分失真的SOM聚类算法提高聚类效率,在计算连接权向量后,判断当前最小欧氏距离与该向量的欧氏距离大小,再决定是否继续聚类;最后,依据电力系统运行数据,采用基于Ward等值的故障计算方法获取故障计算结果,参考定值校核规则,完成继电保护定值校核。实验表明,该方法通过SOM聚类处理,能够准确分类出船舶综合电力系统电流以及电压数据,且能够准确获取继电保护线路的定值校核结果,可以为提高舰船综合电力系统安全性提供支持。

基于多参信息量的继电保护整定计算系统

为了保证定值数据一致性,实现配电网稳定运行,设计基于多参信息量的继电保护整定计算系统。使用GIS系统按地理位置绘制配电网图形,动态获取多参信息量;构建整定计算模块,使模块元加以调用并组合;设计基于GUI开发图形的人机交互可视化模块,使整定结果以图表形式展示。整合多参信息量为一个定值集,利用导纳矩阵稀疏性,只存储和计算非零元参量。计算正序、负序和零序三个网络下的短路三序电流,并对其进行灵敏度校验,获取整定结果。系统实现对保护整定的可视化显示,并且将整定结果以静态的表格形式呈现。将整定过程中的相关信息以数据柱的形式进行整理,最后将整定的结果以数据库的形式显示出来。实验结果表明,设计系统的整定计算结果精准度最高可达99.06%,表明整定计算结果效果较好。

基于信息融合的电力系统继电保护整定计算方法

为保证电力系统的正常运行,研究一种基于信息融合的电力系统继电保护整定计算方法。建立信息融合适应度函数,分析电力数据间逻辑关系及故障元件特性条件,建立期望函数,对继电保护中元件故障编码位置识别,通过多源信息的输入,分析电力系统拓扑结构和参数信息,构建识别框架,利用信息核心理论建立继电保护整定规则,明确整定计算思路,完成对应计算。实验结果证明,所提方法效率高,最低仅为2 s,且故障识别率高,保护整定效果好,能减少电力系统越区跳闸的可能性,令继电保护装置之间协调配合,维持电网稳定。

考虑多场景运行的电网继电保护定值区正确性校核方法

为了确保继电装置在不同运行场景中能稳定运行,提出一种考虑多场景运行的电网继电保护定值区正确性校核方法。根据继电保护装置的瞬时流速,计算出装置运行方式,结合关联矩阵、支路阻抗矩阵、信息矩阵以及多场景区域矩阵计算出每个场景抗阻,并利用相间距离原则完成对继电保护定值区的正确性校核。试验结果表明:所提方法的校核误差小、时间短和校核能力强。所提方法有利于提高故障处理的速度和准确性,确保电网的稳定运行。

便携式继电保护设备多源信息运检装置研究

目前,发电厂保护定值核对工作都是采用人工核对的方式,核对流程为先通过针孔打印机打印继电保护装置内的定值单,再人工比对打印的定值单与计划定值单,其工作量大,且易误判与漏判。针对人工核对方式存在的问题,本文研制出一种便携式继电保护设备多源信息运检装置,其可以通过继保装置的打印口获得定值单数据,实现虚拟定值打印功能。并设计了两种核对模式比对保存的设备定值单与计划定值单,第一种为通过比较泛型表达式的值进行自动核对定值,实现继保装置中当前整定值与便携式装置内预设值的比较;第二种为图像比对的方式,利用PDF文件线性识别字符法(LDA)对文本进行分类,接着使用余弦异同度对比字符是否完全相同,实现调度下发的定值单电子档与保护装置的虚拟打印定值单的准确比较。应用效果表明,本装置能够显著提升发电厂继电保护定值核对的效率和准确性。

含分布式光伏的10 kV供电系统继电保护整定分析

以含有1.8 MWp分布式光伏的某物流设施10 kV供电系统为例,对其继电保护配置和整定方法进行总结。介绍短路电流计算中分布式光伏的处理方法,分析分布式光伏对继电保护整定的影响,提出变压器保护、线路保护、母线保护、故障解列保护、备自投的配置和整定方法。

基于配网继电保护整定原则的工程案例分析

现场保护装置存在因电流互感器变比和定值整定范围受限,造成定值无法正常整定的现象。文章根据配网继电保护整定原则,针对具体案例对“退出过流Ⅰ段保护”和“按装置最大值整定”两种场景进行分析,确定“退出过流Ⅰ段保护”可实现级差配合,避免出现各级开关同跳闸、越级跳闸情况,缩小停电范围,提高供电可靠性。

基于改进云模型的继电保护状态评估仿真研究

为实现继电保护,确定保护装置的风险等级,根据继电保护装置运行实际情况和相关运行准则,提出一种基于云模型的继电保护状态评估模型。通过引入未确知有理数,采用云模型实现了对继电保护装置历史运行水平的评估及风险提前预估;结合专家赋权法与电保护状态实际运行情况,制定了继电保护状态评估相关准则,并构建了基于云模型的继电保护状态评估模型。仿真结果表明,所提模型可较为准确地判断继电保护装置的综合风险等级,平均识别准确率达到93.58%,相较于基于理想点模型和S函数模型的传统继电保护状态评估模型,所提模型评估准确率更高,可更好地实现对继电保护装置运行风险的提前预估。

基于分布式不平衡配电网双方向整定的自适应过流保护方案研究

随着传统化石能源的大量消耗与环境问题的日益严重,分布式发电(DG)技术快速发展,DG接入配电网也产生了新问题。由于重合器-熔断器的不协调,可能会降低网络可靠性。为了防止这种可靠性的降低,提出一种保护协调策略,展开理论分析,得出重合器快速和慢速操作修正设置以及熔断器系数的取值,以实现尽量少地使用熔断器的情况下满足保护目的,增加保护装置的协调范围。在IEEE 13个节点测试系统上模拟出现故障情况时应用该策略,重合器和熔断器能够配合处理故障,验证了策略的有效性。

基于改进机器学习的继电保护定值智能校验研究

[目的]电力系统运行方式和控制策略的不断变化,导致继电保护定值方法也需不断调整,以确保各种情况下的正确动作。然而,在调整适应的过程中其易受外界因素的干扰,导致定值校验的精度较低,因此,提出了基于改进机器学习的继电保护定值智能校验研究。[方法]首先,构建继电保护故障数据集,用于训练和优化机器学习模型;其次,利用改进后的机器学习方法建立继电保护定值智能排序模型,自动对保护定值进行智能排序;最后,通过智能校验继电保护定值,实现对电力系统故障的快速响应和准确保护。[结果]实验结果表明,该校验方法能够不受外界环境干扰,且继电保护定值校验精度较高。[结论]采用该校验方法可以在提高校验精度的同时,确保电力系统的稳定运行。

大容量冲击短路试验发电机组继电保护方案

随着实验室容量不断提高,大容量冲击短路试验发电机组应用日益增加,其继电保护配置对机组与电网安全十分重要。以冲击短路试验发电机组继电保护为研究对象,描述了冲击短路试验发电机的主要故障类型,介绍了故障的继电保护原理,对比了电磁式电流互感器和全光纤电流互感器特点。同时以额定容量100 MVA冲击短路试验发电机为例,设计了适用于冲击短路试验发电机的继电保护方案,并详细分析了发电机差动保护、定子过负荷保护、转子接地保护参数整定方式,可为冲击短路发电机组继电保护配置提供参考。