微电网继电保护技术研究

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微电网模型及其继电保护研究

微电网模型及其继电保护研究

0 引言在过去的几十年里,由于电力需求的增长,大电网体现出了巨大的优势,因此得到迅速发展。

但同时,集中式大电网的弊端:成本高、运行难度大、无法满足用户愈来愈多的安全性和可靠性需求等越来越明显。

大电网是一个复杂的系统,各种自动控制装置、继电保护装置以及与之相关的通信系统及设施,遍布电力网络各处。

在系统中任一涉及电网状态的较大变化,将立刻或轻或重的影响全网,有的引起继电保护和自动调控装置的动作,有的甚至会引起在现场的人员与各级电网调度人员的干预。

这种自然和人工干预的动态变化和行为组合,既相互关联又相互影响,错综复杂。

当电力系统发生某种大的扰动,一些不可预测因素可能相互叠加。

虽然人们可以采取诸多防护措施,以减少电网大停电事故的发生,但是,正是由于不利因素叠加的不可预知性,造成电网故障大停电不可避免。

这是遍及世界的电力系统的灾害。

特别是近几年来,世界范围内接连几次发生大面积的停电事故,大电网的脆弱性充分体现出来。

还有,在发生自然灾害、电网事故的紧急状况下,医院、金融、军功等系统的突然断电不仅仅会造成经济损失,还可能危害社会的安全与稳定。

因此,人们开始对电力系统的发展模式另辟蹊径。

尤其是2003年北美大停电后,国际专家得出了这样一个结论——发展分布式电源比通过改造电网来加强安全更快捷、简便。

我国2008南方雪灾也给了我们教训:在注意集中发展大电网的同时,在负荷集中中心建立足够容量的分布式电源,以便在紧急时刻供应人们的基本能量需求。

分布式发电(DG)位置灵活分散,能够适应电力需求和资源的分布,但鉴于其单机接入成本高,容量小,受制于自然条件,缺少灵活可控等特点,大电网采取隔离限制的方式来处理DG,这样就间接限制了新能源的利用。

微电网是分布式发电的重要形式之一,它是指在一定的区域内把分布式电源如:微型燃气轮起、风电、太阳能光伏发电、燃料电池、储能装置等联系起来满足本地区负荷供电需求或供热或冷,并且能与传统电网连接,也能孤岛运行独立满足当地负荷的电力需求。

微电网中的继电保护详解

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。

微电网继电保护技术探讨

微电网继电保护技术探讨

Science &Technology Vision科技视界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。

为了协调大电网与分布式电源间的矛盾,充分挖掘分布式电源给电网和用户带来的潜在效益,智能微电网作为一种新型分布式能源组织形式应运而生,迅速得到国内外学者的广泛关注。

1微电网尽管分布式能源优点突出,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。

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。

可实现孤岛与并网模式间的平滑转换;就近向用户供电,减少了输电线路损耗,增强了抵御来自上级电网故障影响的能力。

当上级电网发生故障或电能质量不能满足要求时,微电网切换到孤岛模式下运行,保证自身安全稳定运行。

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。

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。

微电网继电保护和控制管理系统的研究的开题报告

微电网继电保护和控制管理系统的研究的开题报告

微电网继电保护和控制管理系统的研究的开题报告一、研究背景随着电网规模的不断扩大,越来越多的地方开始采用微电网技术,以优化能源利用和提升电网的可靠性。

微电网通常由分布式电源、电池储能系统、电动汽车和其他电力设备组成,具有高度的集成性和智能化的特点。

随着微电网的普及,其继电保护和控制管理系统的研究变得越来越重要。

微电网的复杂性和分散性要求高效的继电保护和控制管理系统,以确保微电网运行的安全和稳定。

二、研究目的本研究的目的是开发一种高效的微电网继电保护和控制管理系统,以提高微电网运行的可靠性和安全性。

具体目的包括:1.针对微电网的特点和要求,设计一种适用于微电网的继电保护和控制管理系统。

2.通过对微电网各个组件的监测和诊断,实现对微电网的故障检测和定位。

3.开发一种智能的微电网控制算法,保证微电网运行的稳定和优化。

三、研究内容1.微电网的组成和特点本研究将深入探讨微电网的组成和特点,包括分布式电源、电池储能系统、电动汽车和其他电力设备的特点和主要功能。

2.微电网的继电保护与控制管理系统的设计本研究将设计一种适用于微电网的继电保护和控制管理系统,包括继电保护设备、通信系统、数据采集系统和控制算法等。

3.微电网的故障检测和定位本研究将开展对微电网的各个组件的监测和诊断,以实现对微电网的故障检测和定位,为维护微电网的正常运行提供技术支持。

4.智能控制算法的开发本研究将开发一种智能的微电网控制算法,通过对微电网的整体控制,以保证微电网运行的稳定和优化。

四、研究方法1.文献综述法:通过查阅相关文献,深入理解微电网的组成和特点,以及微电网继电保护和控制管理系统的设计方法和研究现状。

2.实验研究法:通过实验验证,评估和完善微电网继电保护和控制管理系统的设计和性能。

3.数据分析法:通过对微电网的数据监测和诊断,实现对微电网的故障检测和定位,为微电网的维护提供技术支持。

四、预期结果本研究的预期结果包括:1.设计一种适用于微电网的继电保护和控制管理系统,以保证微电网的安全和稳定。

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

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。

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微电网继电保护技术研究翟笃庆1,2,吉小鹏1,2,金强1,2,吴家宏1,2(1. 南京四方亿能电力自动化有限公司,江苏南京,211111;2. 北京四方继保自动化股份有限公司,北京海淀区,100085)摘要:总结了微网保护面临的新问题和特殊需求,按照对保护原理的研究和对总体方案的改进两条研究路线介绍了微网保护的研究现状,讨论了不同方案的优缺点和应用前景,并提出了广域保护思想应用于微网保护的设想,指出了进一步研究需解决的问题。

关键词:微电网;分布式电源;继电保护0 引言微网是由分布式新能源发电和就近的负载组成的微型电网,能够高效、清洁地利用可再生资源,避免长距离输电的高投资、高线损,并且能提高电力系统可靠性、灵活性和供电质量,因而吸引了人们极大的研究兴趣和投入。

传统大电网的持续、稳定、可靠运行,离不开继电保护装置的支持。

一旦有故障发生,保护装置能够迅速、可靠地检测到故障分量和故障区域,就近跳开开关隔离故障,尽量减小停电范围。

微网要想稳定可靠地运行,离不开微网保护装置的支持。

微网保护设备必须具备两方面的功能:既能适应微网区别于传统配电网的新特点,又能使保护的快速性、选择性、可靠性等需求得到满足。

1 微网保护的特点分布式电源的接入,改变了微网内短路电流的大小和方向,使基于过流保护原理的传统配电网保护难以适用,各级保护的配合关系被打破,保护的动作行为和动作性能都将会受到较大的影响。

微网保护面临许多新问题,具体体现在以下方面[1-5]:1.1 微网运行方式的影响配电系统发生故障时,微网内的分布式电源不用直接退出,而是转入离网模式运行,形成对负荷的不间断供电,因此对于并网型的微网,存在并网、离网两种运行模式。

并网模式下故障电流由大电网和分布式电源一起提供,而离网模式下故障电流仅由微网内的分布式电源提供,两种模式下的故障电流差别很大。

1.2 分布式电源类型和工作状态的影响分布式电源按接入方式可分为同步发电机型、异步发电机型和逆变器型,不同类型的分布式电源具有不同的短路特性。

比如,逆变器分布式电源由于装了快速响应限流功能,故障电流仅为额定电流的1-2倍左右,比大电网提供的故障电流小得多。

另外,由于作分布式电源的同步发电机和异步发电机的容量较大机组小得多,短路电流的大小与其次暂态电势有关[6]。

Barker等人对各种类型的分布式电源的故障注入能力进行了研究,得出结论如表1所示。

由风光等新能源组成的分布式能源,受天气条件制约不具备持续稳定的供电能力,经常进行投退操作,故障电流的大小还与分布式电源的工作状态有关,孤网模式故障电流较小时的这种现象尤其明显。

表1不同类型分布式电源的故障注入能力[7]DG类型故障电流注入能力逆变器100%-400%,持续时间取决于控制装置同步电机500%-1000%,逐渐衰减到200%-400% 异步电机500%-1000%,10个周波内衰减至可忽略1.3 与各级保护的配合离网模式下作为主电源的逆变器电源,转动惯量比大型发电机组小得多,若故障较长时间无法切除,系统频率和电压会迅速失去稳定,分布式电源自身的低压保护动作使电源跳开,导致不必要的停电事故。

因此,微网保护要躲开分布式电源自身保护的动作时间。

微网内发生故障时,微网保护应能在上游电网后备保护动作之前先动作,防止越级跳闸,扩大事故范围。

微网外发生故障时,微网内元件的所有保护都应躲开模式切换的动作时间,防止不必要的切除分布式电源或负荷。

1.4 对备自投和重合闸的影响如果微网母线装有备自投装置,有以下几点值得注意:1)动作时间必须小于模式切换(并网模式转到离网模式)动作时间,防止备自投尚未动作的情况下模式切换先动作。

2)在规定动作时间内,由于分布式电源的作用,传统的备自投检无压判据可能会失效,应考虑微网特点,采用合理可行的替代办法。

3)如果微网内线路有重合闸功能,在两侧均有电源的情况下,应有检同期合闸的功能,防止非同期合闸。

2 微网保护的研究现状2002年,CERTS(电力可靠性技术方案协会)的科学家就提出了微网保护对于微网运行,尤其是在出现故障以后的持续稳定运行是必不可少的,从那以后众多研究人员在微网保护领域做了大量研究工作,提出了很多设想和方案。

2.1 保护原理和方法的研究分布式电源的接入,使微网的故障特征与大电网有所不同。

后者所采用的保护原理和方法难以直接应用于微网,必须结合前节所述的微网保护特点对原有的原理和方法进行改进。

按照故障检测的依据,可以把保护方法分为:过电流、电压扰动、差动电流、方向纵联等等。

2.1.1 过电流保护传统配电网的保护配置都是按照单向潮流来考虑的,各级保护之间通过整定值大小来区分保护范围,由于馈线上不存在电源,故障电流都由电网侧指向故障点,所以基本上都采用不考虑方向性的过流保护。

不论是简单的熔丝,还是近年来得到迅速发展的馈线自动化系统,检测故障的依据都是电流超出限值。

前节提到,分布式电源的接入使传统的过流保护难以满足微网保护的需求。

如果要把已有的配网保护装置应用在微网项目中,必须结合微网的运行特点对传统的过流保护做出改进。

Sortomme等人研究了一个包含风机、燃气轮机、光伏等多种分布式能源发电的微网模型[8]的故障特性,结果表明传统的过流保护无法适用。

为了削弱分布式电源对微网故障电流的影响,一些学者考虑用故障限流器来减小分布式电源提供的故障电流[9-11],使熔丝等已有的低成本保护装置能够应用在微网保护中。

此外,引入低电压加速方法的反时限过电流保护不仅具有对故障严重程度的自适应性,应用到微网中还可以提高对系统状态变化的适应能力[12]。

2.1.2 电压扰动保护一些学者还研究了微网故障时分布式电源侧的电压变化特征,并以此作为检测故障的判据。

文献[13]和[14]通过把采样的电源侧三相电压进行abc-dq变换坐标系,故障对电压造成的扰动反映成d值和q值的扰动。

该方法的特点是需要通讯系统的支持,而且在高阻故障时的有效性,以及对微网并离网不同运行模式的适应性尚待检验,还需要更系统深入的研究。

2.1.3 差动电流保护差动电流保护原理建立在基尔霍夫电流定理基础上,原理简单可靠,具有很多优点,在高压电网中被广泛应用为元件主保护。

1)只需检测流入和流出保护区的不平衡电流,定值只需躲过最大不平衡电流,因此灵敏度更高;2)保护选择性好,将微网划分为各个保护区域,差动保护通过判别区内区外故障,可以有效避免越级跳闸扩大事故范围的现象发生;3)保护间配合简单,各保护区域仅考虑最大不平衡电流,不存在需要通过定值实现各级保护配合的问题。

许多学者考虑到差动保护的优势,在差动电流保护应用到微网保护的方法研究上取得了相当多的研究成果。

文献[15]提出一套基于差动电流元件和对称分量电流元件(包括零序和负序电流元件)的保护方案。

该方案中微网被分为几个保护区域,差动电流元件用于检测上游的接地故障,而下游的接地故障和所有的相间故障都由对称分量电流元件检测。

对于一个由逆变器电源组成的微网,孤网模式下不同地点故障的仿真实验都证明了该方案的有效性。

文献[16]提出一套较复杂的保护方案,将差动保护、同步向量测量装置、基于微处理器并带通讯支持的继电器形成一套完整的保护系统,可以检测包括高阻故障的各种故障类型。

主保护为暂态差动电流保护,如果两次采样的差流绝对值都大于定值才发出跳闸信号。

与过流保护类似,差动保护仍要面对孤网模式下微网故障电流较小的问题。

当保护区域内部故障时,差动分量只与故障电流有关,制动分量则与负荷情况有关,在重负荷或高阻接地情况下,可能会出现由于故障电流较小、制动分量较大导致的保护拒动现象,因而必须采取措施提高差动保护的灵敏度。

2.1.4 方向纵联保护基于方向比较原理的纵联保护,通过比较故障相邻区域多测点的故障方向信息, 能准确地判断出故障位置并采取相应的保护策略。

该算法不需要负荷和分布式电源侧的电流大小,只以电流方向作为判断故障的依据。

由于传送的是动作信号及开关量, 所以在通信系统中的传输数据较少, 对网络的带宽要求不高,原理简单、可靠。

目前该方法在含有分布式电源的配电网领域研究较多,得到了许多值得微网保护借鉴的研究成果[17-20]。

2.1.5 其他保护方法发生故障以后,逆变器电源会把故障电流限制在额定电流的两倍左右,因此会向网内注入谐波分量,有学者由此提出了基于谐波检测的保护方案[21]。

逆变器端电压的总谐波含量与定值比较的结果,作为判断故障是否发生的依据。

由于谐波分量的大小受微网运行方式和分布式电源的工作状态的许多因素的影响,因此保护的定值难以整定,而且可能会因为负荷吸收谐波使保护拒动,难以实际应用。

文献[22]提出了把距离保护应用到微网保护的设想,文中设置了两段距离保护,第一段覆盖保护线路的80%,第二段覆盖线路全长和相邻线路的50%。

方案中先通过降低逆变器输出电压来限制故障相电流,然后分析故障特性并计算出短路点的电流电压的序分量。

论文还对并网和孤网模式下不同故障地点、故障类型进行了仿真实验。

文献[23]提出了一种两段距离保护方法,距离I段按传统距离保护来整定,距离II段则考虑分布式电源接入的影响,按照分布式电源在保护安装处的最不利情况来整定。

文献[24]利用负序阻抗原理可以有效识别各种不对称故障,附加的低压启动判据可以排除不平衡负荷或单相负荷对保护造成的不利影响。

这些保护方案都以测量阻抗作为故障判据,虽然都有仿真实验证明有效性,但对于微网的不同运行模式和高阻故障等复杂情况缺乏考虑,还需要更全面的论证才能证明其实际应用的前景。

此外还有学者研究了基于电流行波的保护在微网的应用方法[25]。

2.2 自适应保护方案的研究微网存在并离网两种工作模式,分布式电源又无法提供长期稳定的供电,这些因素导致了微网的故障电流无法确定,使传统的过流保护依靠离线整定的保护定值和动作时间来实现故障检测和保护配合的方案无法应用于微网保护中,必须建立微网各保护装置之间的通信,动态掌握微网运行信息,实现对定值的“在线整定”,以适应微网运行状态的变化。

已经有越来越多的学者开始重视研究自适应保护应用到微网中的可行性和实现方法,并取得了众多的研究成果。

Brahma and Girgis等人对含多DG的分布式电网提出了一套基于GPS的自适应保护方案[26]。

该网络根据DG和负载之间的平衡,按照断路器分为多个区域。

装设在变电所的中央单元具备数据处理和通讯功能,每个DG的同步三相电流向量和联络开关处的电流方向都作为测量结果与中央单元通讯,电流向量由PMU (相位测量单元)测得。

无故障情况下,各DG 提供的电流和联络开关处的电流之和应该与总负载平衡,而故障发生以后前者要明显大于后者。

Oudalov and Fidigatti提出了一套主从式的保护方案[27],用具有通讯功能的中央控制器和数字式继电器实现,由中央控制器根据微网运行状态,定期修改定值。

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