微电网的继电保护技术
基于微电网的配电网继电保护策略思考
基于微电网的配电网继电保护策略思考摘要：微电网能实现大规模新能源分布式发电友好并网，是发展新能源发电技术的有效手段。
本文对微电网进行简要介绍，提出基于微电网的配电网继电保护策略。
关键词：微电网；继电保护；智能电网技术1绪言微电网是发展新能源发电技术的必然结果，也是发展智能电网的必经阶段。
随着微电网渗透率的逐步增大，大规模的微电网的并网运行将改变配电网的潮流分布，甚至使配电网部分馈线潮流反向，导致配电网继电保护灵敏度降低甚至误动，继而对配电网的安全稳定运行造成威胁。
所以，必须研究微电网与配电网之间的相互影响，制定有效的继电保护配合措施，实现微电网好友并网与配电网的安全稳定运行。
2 微电网概述微电网是由一系列分布式发电和就地的群聚负荷组成的一个简单电力系统，并为当地用户提供电力需求的小型电网。
微电网有两种运行模式，即微电网联网运行模式与孤网运行模式。
联网运行模式下，相对电力公司来说，微电网扮演着一个“合法公民”的角色，可视为公共电网的一个负荷或电源，提高电力系统供电的可靠性，热电联产(CHP)的微电网还可以提供热能需求；孤网运行模式下，微电网可以为对电力质量有特别需求的用户提供高质量的电力资源。
也可以作为外部公共电网故障的黑启动电源。
3基于微电网的配电网继电保护策略3.1 单个微电网并网的配电网继电保护配置微电网的并网地点选择分为两个步骤：首先是微电网并网电压等级的选则，其次是具体并网地点的选取。
微电网系统并网电压等级可分为三种：高压 110kV、66kV、35kV 配电网，中压 10kV 配电网和低压 380V 配电网。
不同电压等级的配电网容量大小不同，高电压等级的配电网容量大，可以接纳较大容量的微电网并网运行，如日本的微电网规模较大可达几十兆瓦，可以考虑并入高压配电网。
反之，电压等级低的配电网接纳微电网的能力较差，如美国微电网容量一般较小，可以考虑并入中低压配电网。
在确定并网电压等级之后，具体并网地点的选取还有待考究。
微电网中的继电保护详解
U r I f 0Z 23 I f 0 I dg Z3a
Z23为母线2和母线3之间的线路阻抗；Z3a为母线3到故障点a之间的阻抗。
因此继电器R测量得到的阻抗为
Zr
Ur If0
Z23 Z3a
I dg If0
Z3a
➢ 继电器R测量得到的阻抗大于实际的故障点的阻抗，其后果是
继电器可能在另一距离区起动更高一级的时间响应。
➢ 电力系统的故障可能在很短的时间内即可清除，因此配电网 中通常安装了自动重合闸装置。
➢ 当微电网处于孤岛状态运行时，短时间内将微电网自动重新 连接到大电网可能出现下述两个问题：
✓ 由于分布式电源继续对故障电弧提供电能，故障不能清除， 因此可能导致重合闸失败；
✓ 孤岛运行的微电网的频率将随着电源和负载间有功功率不平 衡而发生变化，自动重合闸可能导致大电网和微电网异步运 行。
作为过电流保护。
✓ 由于三相系统中的熔断器各相可能不能同时动作，将出现变
压器短时间内处于两相工作状态。 ✓ 电缆的等值电容与变压器电抗串联，可能满足谐振条件，引
起瞬时过电压和过电流。
➢ 微电网中分布式电源多处接地可能使得故障发生时形成不同
路径的电流通路。
✓ 如果分布式电源通过Dyn接线的变压器接地，当线路发生接
2023年12月17日星期日
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§5-2 微电网保护方案分析
✓ 若微电网中仅仅只有一个分布式电源，则所采用的保护方案 基本上与传统的辐射型配电网的保护方案相同。
✓ 具有多个分布式电源的更复杂的微电网则需要非常复杂的保 护方法。保护方法的复杂程度和费用取决于微电网的需要。
➢ 当微电网中的用户具有适当容量的分布式电源，能够满足他 们自己所需电能的需要，则保护方案将比较简单。
微电网继电保护的研究与应用
微电网继电保护的研究与应用摘要：微电网也被称之为微网，指的是由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组合而成的小型发配电系统。
而继电保护则是在供电过程中对电力系统可能出现故障情况进行检测、报警或者将故障的那部分电路进行隔离的一项电力安全系统。
随着时代的不断进步，我们对于电的需求越来越大，为了保证日常供电过程中的稳定度和安全程度，更好地服务于社会大众，我们都采用微电网继电保护装置，以此来保证供电过程的顺利和安全。
关键词：微电网；继电保护；应用分析微电网又被称为微网，主要组成部分为新型能源和就近负载。
随着微网系统在我国的发展，在提高能源利用率、降低长距离传输电力的耗损、减少投资、提高供电质量等方面作出了积极的贡献。
在微网运行过程中，需要安装相应的继电保护装置。
继电保护在微网中的作用主要是切除故障部分，避免大规模的停电事故发生，从而实现微网的安全、稳定运行。
1微电网现今我们所说的微电网研究主要是依托于传统配电网的基础上研究的，我们在微电网与配电网直接连接一个公共点。
与传统的配电网相比，微电网的优点是容量小，可以在电子器件受限制的条件下，在微电网内部短路情况下能够供恒定的故障电流，其次，微电网的灵敏度也是高于传统的配电网，并且，微电网其自身具有的环保性也是符合近几年来国家所提倡的“绿色行动的”。
在现今，我们处于社会飞速发展的阶段，社会用电量急剧增加，供电系统在复杂的社会环境和人民日益增长的需求中进行超负荷的供应，很多隐藏问题激增，而微电网的出现，一定程度上缓解了人民大众与供电方面的矛盾，是社会发展，科技进步的产物，也是解决社会矛盾的一种有效措施。
微电网的主要特点：独特性：是一个单独的，小型供电系统，其独具有灵活性和可调节性。
可控性：可选择方式进行运行，供电过程中的安全可得到有力的保障。
交互性：与主网相互支持多样性，有不同的微电源组成。
独立性：可单独运行，一定条件下能够保证本地居民的用电需求。
微电网继电保护的研究与应用
微电网继电保护的研究与应用微电网的继电保护是确保微电网安全可靠运行的重要组成部分。
继电保护主要包括电流保护、电压保护、频率保护、过电流保护等。
对于微电网而言，独特的拓扑结构和运行特性决定了其继电保护配置与传统电力系统存在一定差异。
微电网通常由多个小型的发电单元组成，例如太阳能电池、风力发电机、储能设备等。
继电保护需要考虑这些发电单元之间的协调和互动。
在电流保护方面，需要确保各个发电单元之间的电流分配均匀，避免出现过载或过流等问题。
在电压保护方面，需要确保微电网内的电压稳定，并及时发现和处理电压异常情况。
微电网具有灵活性和可扩展性的特点，可以根据实际需求进行运行模式的切换。
继电保护需要能够适应不同工作模式下的需求变化。
在频率保护方面，需要根据实际情况设置合理的频率保护方案，确保微电网的频率稳定。
在过电流保护方面，需要根据不同工作模式下的负荷变化和功率分配情况，合理设置过电流保护装置，及时切除故障电路。
由于微电网与传统大型电力系统存在连接与自治的特点，继电保护还需要考虑微电网与大型电力系统之间的协调与配合。
在微电网与大型电力系统切换时，需要确保两者之间的电流和电压等参数平稳过渡，避免产生电气冲击和故障。
微电网继电保护的研究与应用目前还处于初级阶段，存在一些挑战与难题。
微电网的可靠性和稳定性对继电保护的要求更高，需要加强对微电网内部元件的状态监测和故障诊断。
微电网的继电保护还需要与智能电网、新能源技术等领域进行深度融合，提高继电保护的智能化水平。
微电网继电保护是确保微电网安全运行的重要组成部分。
未来，随着微电网技术的不断发展与完善，微电网继电保护将会越来越具有挑战性和前瞻性，为微电网的安全可靠运行做出更大的贡献。
微电网继电保护的研究与应用
微电网继电保护的研究与应用微电网继电保护是微电网运行中的一个重要问题。
继电保护是为了保护电力系统中的设备免受电力故障的损害，保证系统的可靠运行。
微电网的继电保护与传统继电保护有所不同，主要体现在以下几个方面：微电网具有较高的电压等级。
传统继电保护一般针对的是高压电力系统，而微电网中的电压等级通常较低，这对继电保护的设计和应用带来了新的挑战。
由于电压等级较低，电流较大，对继电保护的动作速度要求更高，需要采用更快的保护装置。
微电网具有复杂的拓扑结构。
传统的电力系统一般是辐射状或环状结构，而微电网中的电源、负荷、储能装置等可以任意组合，形成多变的拓扑结构，使得微电网继电保护的设计更为复杂。
在设计继电保护时，需要考虑各种故障情况以及复杂的系统拓扑结构，以保证保护装置能够准确地判断故障位置，并及时采取相应的措施。
微电网的运行具有较高的灵活性。
传统电力系统的运行模式相对固定，而微电网可以根据实际需求进行灵活调整，如随时切换供电模式、调整电源和负荷之间的关系等。
这就要求继电保护装置能够对不同的运行模式进行适应，并能够快速切换。
微电网继电保护是微电网运行中的一个重要问题，需要克服传统继电保护所面临的一些困难，并针对微电网的特点进行针对性的设计。
在实际应用中，可以采用智能化的继电保护装置，通过传感器和通信技术实现信息的采集和传递，提高继电保护的精度和速度。
还可以利用人工智能等先进技术对微电网的继电保护进行优化和改进，提高系统的可靠性和安全性。
微电网继电保护的研究和应用是当前微电网发展中的一个重要课题。
只有充分解决继电保护问题，才能确保微电网的正常运行，推动微电网的进一步发展和应用。
微电网继电保护的研究与应用
微电网继电保护的研究与应用
为了解决微电网继电保护的问题，需要进行相关的研究和应用。
需要对微电网的特点
和运行方式进行深入理解和分析，包括微电网的拓扑结构、电源接入方式、负荷特性等。
需要研究微电网中各种设备的电气特性和运行特点，包括分布式发电机组、储能装置和负
荷等。
这些研究可以为微电网继电保护的设计和应用提供依据和参考。
在微电网的继电保护设计中，需要考虑以下几个方面。
需要确定微电网中的关键设备
和重要节点，对其进行保护。
需要选择适合微电网的继电保护设备和装置，包括保护继电器、电流互感器和电压互感器等。
还需要考虑微电网的选择性保护问题，即在发生故障时，只切除故障部分，保护系统的正常运行。
还需要考虑微电网的稳定性和可靠性等方面的问题。
在微电网继电保护的应用方面，可以将研究成果应用于实际的微电网系统中，对其进
行试点和应用。
通过对实际微电网系统的监测和分析，可以验证继电保护的准确性和可靠性，并进一步优化继电保护的策略和方法。
微电网继电保护的研究与应用是一个重要的课题，对于微电网的安全运行和发展具有
重要意义。
通过深入研究微电网的特点和运行方式，设计合理的继电保护方案，并将其应
用于实际微电网系统中，可以提高微电网的稳定性和可靠性，为推动微电网技术的发展做
出贡献。
微电网继电保护的研究与应用
微电网继电保护的研究与应用一、微电网继电保护的挑战1.复杂的运行模式微电网由于涉及多种能源源、储能设备和负荷，其运行模式较为复杂。
在微电网中，可能存在光伏发电、风力发电、蓄电池储能等多种能源，并且负荷需求也较为多样化。
为了更好地实现对微电网的继电保护，需要深入研究微电网的运行模式，从而制定合理的继电保护策略。
2.多能源接入微电网的特点之一是多能源接入，因此在继电保护中需要考虑多种能源的互联和互动关系。
不同能源源的接入会对微网的电压、频率等参数产生影响，给继电保护带来一定的挑战。
3.传统保护技术不适用传统的电力系统继电保护技术主要针对大型电网系统设计，而对于微电网来说，这些传统的保护技术可能并不适用。
需要针对微电网的特点和需求，研发新的继电保护技术。
1.基于智能化技术的继电保护针对微电网的特点和复杂性，可以借助智能化技术进行继电保护。
智能化继电保护系统可以实现对微电网系统的实时监测和分析，根据系统运行状态进行智能调整，并具备自愈能力，进而提高微电网的可靠性和稳定性。
2.综合保护综合保护是指将微电网中各种保护功能集成为统一的综合保护系统，实现对微电网各种设备和环节的全面保护。
综合保护系统不仅可以提高微电网的安全性和可靠性，还可以减少继电保护设备的数量，节约成本。
3.多Agent协同保护多Agent协同保护是指利用Agent技术对微电网进行协同保护。
通过将微电网的各个部分连接为Agent，并赋予其一定的智能化和协作能力，实现对微电网全局的协同保护。
4.基于数据驱动的继电保护利用大数据和人工智能等技术，对微电网系统进行数据分析和学习，根据系统运行数据推测可能发生的故障和异常情况，并实现对微电网的主动保护。
5.快速断路器针对微电网中可能出现的瞬态故障，可以采用快速断路器技术进行继电保护。
快速断路器的使用可以快速隔离故障，保护微电网系统的安全运行。
1.美国夏威夷微电网项目美国夏威夷的一个微电网项目中，采用了智能化技术实现微电网的继电保护。
探究微电网继电保护方法
探究微电网继电保护方法【摘要】随着我国社会主义市场的进一步发展，使得分布型发电得到了迅速发展。
此外，传统电网存在停电范围大、跟踪负荷灵活性不高、能源资源危机等不足之处。
因此研究解决分布型发电的并网技术有着重要的意义，特别是微电网继网保护方法，成了我国电力企业电力系统中的重点研究对象。
笔者从概述微电网的相关内容入手，探讨微电网继电保护的实际研究情况，探讨微电网继电保护的相关方法，为我国分布型发电并网技术的改进提供参考资料。
【关键词】微电网；相关内容；单元级保护；系统级保护；继电保护；方法0.引言社会经济的进一步发展，用户对电网供电的可靠性能有了更高层次的要求，使得传统的集中型发电的缺点不断显露出来，在控制成本的范围内不能满足敏感性电力的负荷要求。
而科学技术的进一步发展使得分布型发电取得了新的发展。
电力企业结合微电网短路故障的电流较小、灵活性控制等优势，研究出了微电网继电的有效保护方法。
本文通过分析微电网继电保护研究的现状，探讨微电网的继电保护方式，从而提高我国分布型发电的技术，保障微电网运行的安全性和稳定性。
1.微电网的相关内容1.1微电网的定义微电网作为范围较小型分散的独立发电系统，利用先进的电力技术，把风电、光伏型发电和燃气轮机、蓄能设施以及燃料电池等并在一起，并直接连接用户端。
对于大型电网而言，微电网属于电网系统中可以管理、控制的部分，其能在几秒钟内运作用来满足电网外部的输配电网络实际需求。
对于电力用户而言，微点网能够满足其特定的供电需求，例如：提高本地的可靠性能、减少馈线的消耗量、保证本地电力压力的稳定性能，采用余热方式实现电力能量利用率的提高，保障不间断的提供电源。
大型电网和微电网利用PPC实现能量的转换，双方相互备用，进而实现了电网供电稳定性和可靠性的提高。
1.2微电网的特征微电网技术是将先进的电力电子信息技术、可再生资源和能源的发电技术、发布型发电、蓄能技术四者的有机结合。
因此微电网具备传统电网无法比拟的优势。
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1 微电网
尽管分布式能源优点突出，但本身存在诸多问题，例如，dg使线路调压复杂化，使继电保护选型和配置困难等。
但是应该注意：分布式电源单机接入成本高、控制困难等。
分布式电源相对大电网来说是一个不可控源，因此电力系统往往采取限制、隔离的方式来处置分布式电源，以期减小其对大电网的冲击。
为协调大电网与分布式电源间的矛盾，充分挖掘分布式能源为电网和用户所带来的价值和效益，在本世纪初，学者们提出了微电网的概念。
在配电网发生故障或者电能质量问题情况下，可以通过主断路器切断微电网与配电网的联系。
通过微电网的定义和结构可知，微电网技术是新型分布式发电、电力电子技术和储能技术的有机结合。
具有以下几个特征：1）微电网不但提供dg并网的运行方式，而且还继承了单独dg所具有的所有优点。
2）由于微电网是一个独立的整体模块，因此不会对配电网产生不利影响，从而不需要对配电网的运行策略进行修改。
3）微电网中dg拥有“即插即用”的特点，dg能灵活的接入或者脱离微电网。
4）微电网中连接了多个dg和储能系统，增加了系统容量，将使系统惯性增大，减弱电压波动和电压闪变现象，提高了电能质量。
5）微电网在主电网发生故障时进入孤立运行模式，提高了供电可靠性。
dg以微电网的形式并网运行，是发挥dg供能的最有效方式。
目前，微电网的控制和保护技术是分布式电源广泛应用的技术难
题之一。
在微电网概念提出之前，系统发生故障时，分布式电源将主动脱离电网。
一般情况下不允许孤岛运行。
当分布式电源、负载和储能装置以微电网的方式接入主电网，主电网故障时，微电网由并网方式平滑切换到孤岛运行模式，提高了供电的可靠性和分布式电源的利用效率。
但是微电网的接入会给配电网的保护带来很大的影响，改变了故障时的电气量信息。
原有的保护方案和检测原理将不再满足要求。
2 微电网对配电网继电保护的影响
微电网系统有两种运行模式分别是与主电网并网运行模式和孤岛运行模式。
在并网时，微电网内的负荷根据用户的情况从微电网内部以及外部吸收能量。
当配电网中有故障，停电检修或者电能质量问题时，微电网需要从并网平滑过渡到独立运行状态。
微电网进入孤岛运行模式。
由于微电网在并网运行过程中对主电网继电保护的影响可以等效成一个分布式电源对它的影响。
所以本章分析微电网并入对主电网继电保护的影响分析用分布式电源来代替。
直流电源并网是太阳能电池、燃料电池、蓄电池和储能电容器等都是直流电源，由于它们的电压等级低，所以首先采用dc-dc中的boost电路将其升高至合适的电压等级，然后再逆变成稳定的交流电。
交流电源的并网是由于风力发电在风速低时发电机所发电能的电压过低且频率变化而不能并网，因此不可能采用将发电机与公共电网直接相连的方法进行联网，需要在风机和电网连接点处设计一
个电力电子转换装置。
将风机的电压，频率等调整到符合并网的范围之内，再与电网相连。
分布式电源对配电网保护只要是影响体现在很多方面。
配电网的特点是呈辐射性，并由单侧电源供电，配电网的继电保护是由此为基础设计的。
从主电网的角度看，微电网如同电网中的发电机或负荷，是一个模块化的整体单元。
当微电网作为负荷运行时，如同一般的用电设备。
当它作为发电机运行时，可把它看作为一个分布式电源，当它接入主电网后会使得配电网潮流双向流通，主电网的结构将发生改变。
当主电网中发生短路故障时，除了系统会提供故障电流外，微电网中的电源也将对故障点提供故障电流，这样便改变了电网节点的短路水平。
微电网中电源的容量等因素都将对配电网的正常运行造成影响。
3 微电网保护装置
为了获得微电网中的电气量数据，将微电网中的电流电压互感器输出信号引入到保护装置中，再通过装置中的传感器转换成弱电信号。
信号调理电路就是把电压、电流互感器采集的交流电压、电流信号变换处理，以便进行a/d转换。
信号调理电路由抗混叠模拟滤波器和幅值调节电路组成。
抗混叠模拟滤波器的作用就是滤掉高频信号成分，使输入到a/d转换器的信号频域为有限带宽信号，并且以很小的衰减使有效的频率信号通过而抑制这个频带以外的频率信号，从而防止信号的频谱发生混叠及高频干扰。
对于单端模拟输入信号连接，pci-1713提供32路单端模拟量输入通道，当测量一个单端信号时，只需一根导线将信号连接到输入端口，被测的输入电压以公共地为参考。
没有地端的信号源称为“浮动”信号源，在这种模式下，pci-1713为外部浮动信号源提供一个参考地。
测量单端模拟信号输入，标准连接方法。
而对于差分式模拟信号输入连接来说，pci-1713有32个模拟输入通道，可以设置成16对差分式输入通道。
差分输入需要两根线分别接到两个输入通道上，测量的是两个输入端的电压差。
如果信号源连有参考地，则为了避免pci-1713的地端和信号源的地端之间的共模干扰电压，可以将信号地连到低电压输入端，这样就可以消除其共模干扰电压。
在微电网发生故障的情况下，工控机需要将跳闸信号输出到相应的断路器跳闸装置，实现故障切除功能，并且要读取断路器的开关状态，为满足这一需要本文选用了研华公司的数字量输入输出卡pci-1762，利用数字量的输出发送跳闸信号，利用其数字量的输入巡查各断路器开关的状态，以便验证跳闸的成功与否。
研华
pci-1762卡是一款pci总线的隔离数字量继电器输出输入卡，板卡上有16个led继电器状态指示灯，用来显示输出的状态，输出高电平指示灯点亮，反之则熄灭。
16路数字量输入通道设有2500vdc 的隔离保护，数字量输入范围较宽，在10 v-50 v之间，同时还具有输出状态回读的功能。
在有噪声的工业环境下，研华pci-1762
是一个理想选择。
为了实现保护装置与上位机之间的信息交流，本文的选用研华公司生产的pci-1601通信板卡实现与pc机之间的串口通信。
研华pci-1601是一款与pci总线规格兼容的2端口rs-422/485pci通信卡。
pci-1601提供2个可选的隔离/浪涌保护rs-422/485端口，可满足用户的需求。
该通信卡提供了几种功能，如921.6kbps的高传输速率，可选的过压级隔离保护，windows工具软件等。
随着科技的进步，本世纪将会有越来越多的各种类型的分布式电源接入配电网中，微电网与大电网互为补充的运行方式会成为今后分布式电源供电的的主要方式。
微电网继电保护不受配网运行方式、短路故障类型和短路点的影响，能够快速正确地判断出故障位置，进而向相应的断路器发出跳闸命令，切除故障线路。
参考文献
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