直流配电网控制策略与保护方法研究 张顺军
直流配电网控制策略与保护方法研究 张顺军
发表时间：2017-12-29T21:51:59.257Z 来源：《电力设备》2017年第25期 作者： 张顺军
[导读] 摘要：近些年，逐渐兴起分布式能源，在加上电力电子技术进步，同原有的交流配电网相比，直流配电网具有更好的发展前景。
（国网山东省电力公司乳山市供电公司 山东威海 264500）
摘要：近些年，逐渐兴起分布式能源，在加上电力电子技术进步，同原有的交流配电网相比，直流配电网具有更好的发展前景。直流配电网通过风、光等储能型的分布式电源、交直流负荷，微电网、柔性直流交换站组成，这其中含有的不确定因素较多，所以，直流配电
网中，关于控制方面的问题一直都很重要，另外研究保护直流配电网的方法同样非常重要。本文简要谈了谈直流配电网控制策略与保护方
法研究。
关键词：直流配电网；控制策略；保护方法
直流配电系统通过交流系统接入端提供电源，电源类型包括太阳能和风能，常规的交直流负荷、储能设备、电动汽车的充电站类双向的可控负荷，为其负荷端。直流配电网的核心是控制系统，决定着直流配电网各个响应特性、电压的稳定性、配电的可靠性。因此控制系
统的可靠性对于直流配电网的正常运行有着重要作用，相关工作人员必须研究出科学性较高的控制策略以及保护方法，确保直流配电网的
各项性能的可靠和安全，进而促进直流配电系统能在未来取得更好的成绩。
1、直流配电网控制策略
1.1启动控制策略
1.1.1系统启动的原则
电压源换流器具有的拓扑结构，对直流配电网启停控制有着很大的影响。实际直流配电工程中，以MCC的拓扑结构为基础的换流器，想要启动其功率模块下控制功能，必须确保功率模块有必要的直流电压，进而才能让控制以及检测全控型的电力电子开关得以实现。所
以，需要运用合适性系统的启动策略，确保换流器的功率模块能平滑地开始预充电，避免在充电的过程中，过电压和过电流的出现，降低
直流配电系统和主要设备受到的冲击。并且，直流配电方式的不同，启动的控制策略也有不同，但是各个策略，实行的控制原则都是“平滑
启动，降低冲击性，启动要有可控度”。
1.1.2确定充电电阻
通过系统启动的原则了解到，控制系统必须保持整体系统的运行具有稳定性，并降低冲击程度，然后在各个系统组成的部分，有着怎样的启动顺序，进行重点考虑，考虑方面包括，设备有主换流器、连接换流器、连接DC/DC的变压器，都有着怎样的启动情况。在主换流
器方面，想要让预充电中充电的电流不必过大，就应该在此过程中，对充电的电阻应该限制充电的电流。主换流器的额定电压为0.7倍时，
会完成预充电，同时旁路将电阻启动电、解锁主换流器，然后直流电压的换流器被控制住，并继续充电，将直流电压的额定值控制住。通
常情况下，直流配电网络系统中，交流网路通过不同规格的降压变压器同主换流器连接，主流交换器阻抗变大。经过了一系列研究发现，
主换流器中桥臂电流达到了上千安培，但是保护都没出现误动，因此主换流器可以不需要充电的电阻。连接换流器、连接DC/DC的变压器
方面，连接DC/DC的变压器的充电电阻在45欧姆时最为合适，连接换流器充电电阻为35欧姆最为合适。在分析过系统启动原则和确定了电
阻阻值后，得出启动策略流程如图一。
启动策略流程 图一
1.2线路电流的限制策略
1.2.1控制的思路
直流配电系统同直流输电系统，有着重要的区别，那就是直流配电系统运行的方式更多，直流线路的连接方式更加复杂。但是就在这样复杂的连接方式中，有一些问题存在，表现比较突出的就是出现直流线路的断开情况较多，为了避免这一问题，运用直流控制技术的灵
活可控点，使得线路电流降低，设备开断容量减小，让设备对工艺的要求有所降低，同时还要提升可靠性，进而实现平滑式的运行方式。
1.2.2运用的控制方法
限制线路的电流实际上就是运用柔性系统具有的快速可控性，确保直流的电压没有改变，保证配电网有着合理分配的潮流，进而使得线路中电力降低。在系统运行的条件得到确定之后，经过连接换流其和连接DC/DC变压器中的潮流，能够确定。但是实现合理分配潮流，
关键性的措施，还在于对两端主换流器潮流的控制。运用线路两端的电压平衡类控制策略，对线路中的电流进行限制，这是控制方法。
1.3下垂控制技术
1.3.1频率电压反下垂控制
如果输出阻抗呈现出阻性时，运用频率电压反下垂控制技术去负载均分效果，可以接受，如果说线路电感和变流器输出的滤波电感，处于一样的数量级的情况下，电能质量出现大幅的下降，表现出电压扰动上。能够影响电能质量的是来自于LC滤波的电路，线路电感与变
流器交流侧的电容组成LC滤波电路。经过研究发现，同较高电压进行相连，此类方法并不适应，传统下垂方程比较适用。
1.3.2下垂控制与其他控制方法结合
一些研究人员设计出数字滤波器同“直流环流消除器”相结合的方法，主要就是说参考电压中可以融入直流分量，去实现输出电压直流分量被控制，使稳态输出的直流分量为0，经过试验证明，有着比较好的效果，下垂控制利用本地测量的电网状态变量作为控制参数，实现
了冗余，系统的可靠运行不依赖于通信。
2、直流配电网保护方法
2.1对单极故障的保护配置
在直流配电网中，直流线路会出现一种单极接地的故障，当故障出现后，线路的正负极电压存在不平衡的情况，依据实际电气量变化情况，运用适当的直流线路保护配置，确保直流电网运行的安全性和可靠性。具体方法为直流电压的不平衡保护，其优点表现为：其动作
判断依据中，仅仅包含电压量，也就不会受到故障电流有多大（受接地电阻的大小影响）的影响，进而可以将线路的单极接地故障可靠反
映，但是，如果单极故障出现了，线路中任何位置，不会表现出电压的不平衡，对于定位单极接地故障，也就无法实现，是这一方法在原
理上，很难克服的一个缺点。这样就导致直流电压式的不平衡保护方法，可以满足输电系统的保护要求，可是对于拓扑结构的直流配电
网，不能实现单极接地故障准确定位。因此运用了先用线路的差动保护，去判断故障属于何种类型，然后并联电阻到接地电阻，进而用线
路差动保护进行故障定位的方案解决该问题。
2.2极间故障保护配置
极间短路故障具有一定的特性，因此依据此特性，运用直流低电压的过电流保护，实现故障甄别，有着固定的动作判定公式。但是，直流低电压的过电流保护，仅仅能判断出发生在直流线路的极间故障，却不能准定位故障位置所在点，可是，直流低电压的过电流保护，
运用同一端电气量，并不需要通信环节，而且非常原理简单，也就能快速度的启动，提升了可靠性。所以，应该把直流低电压的过电流保护，用来判别线路有没有发生极间的故障，当电压电流的判据在满足条件时，保护启动，并动作于闭锁各换流器和DC/DC变压器。
结束语
综上所述，直流配电网通过风、光等储能型的分布式电源、交直流负荷，微电网、柔性直流的交换站组成，这其中含有的不确定因素较多，所以，相关工作人员应该致力于研究直流电网的控制策略和研究保护直流配电网的方法，为确保直流配电网运行安全可靠提供保障
条件，在具体建设中，可以运用有效地控制策略和保护方法，促进直流配电网能更好地发展，为我国的电力事业做出更大贡献，促进电力
事业发展进步。
参考文献：
[1]季一润，袁志昌，赵剑锋，李岩，许树楷.一种适用于柔性直流配电网的电压控制策略[J].中国电机工程学报，2016，36（02）：335-341.
[2]蒋智化，刘连光，刘自发，张晓晴.直流配电网功率控制策略与电压波动研究[J].中国电机工程学报，2016，36（04）：919-926.
[3]齐晓波.直流配电网电压控制策略研究[J].电子世界，2016，（14）：169-171.
直流配电网的分布式电源及储能优化配置研究
直流配电网的分布式电源及储能优化配置研究
摘要：现阶段，随着环境问题和能源危机的凸显，分布式能源及具有区域自治特性的微电网近年来成为研究热点，高渗透率的可再生能源接入将极大地改变传统电力系统的运行特性，在优化用户配电网供电性能的同时，也给电网的安全可靠运行带来了新的挑战。传统交流配电网由于功率耦合、保护及运行控制器设计复杂、线路损耗大、对谐波污染敏感等缺陷并不适合分布式能源的广泛接入。直流配电网具有传输容量高、电能损耗小、对分布式新能源具有良好兼容性、降低电能多级变换频率等优势，因此直流配电网将成为未来配电网建设和发展的趋势和热点。
关键词：直流配电网；分布式电源；储能优化配置研究
引言
柔性直流输电技术凭借其在传输容量、线损、可靠性以及有功和无功的独立灵活控制等方面的巨大优势，已经广泛应用于远距离大容量输电领域。而在电压等级较低的中低压配电网领域，直流配电技术虽然也具有可靠性高、线损小、便于光伏等分布式新能源接入等优点，但应用才刚刚起步，目前还仅应用于一些大规模工业园区、船舶供电、轨道交通等领域。随着电力电子技术、储能技术、分布式电源的发展，未来直流配电技术有望广泛应用于城市供电系统，直流配电网是未来城市配电网的重要发展趋势。虽然柔性直流配电技术相较于传统的交流配电技术拥有众多优势，但其目前还处在发展阶段，依然面临着许多问题。柔性直流配电技术目前的发展瓶颈主要包括以下3点：①直流潮流控制技术；②直流变压技术；③直流故障检测、识别和隔离技术。
1概述
目前，全球面临着严峻的环境破坏与能源危机问题。提高能源使用率，加强可再生能源利用以及开发新能源技术是进行能源转型的重要发展方向。直流配电网作为配电网的一种结构形式，在清洁、绿色的环境下兼具灵活、高效的优点，且不存在无功环流及功角稳定等问题，为光伏发电、储能系统等直流输出单元的应用提供了广阔平台，是分布式电源更加理想的组网方式。但当分布式电源大量接入中低压配电网时，会破坏直流配网的功率平衡和电压稳定。因此，为解决上述问题，在可再生能源发电系统中引入储能系统。储能系统能够使分布式电源很好地被电网接纳，与此同时分布式电源发电系统的电能质量以及可靠性也能得到提升。蓄电池作为储能系统中应用最广泛的储能设备，具有技术成熟、功率密度大等特点。然而集中式大容量蓄电池供电存在能量利用率低、不利于容量扩展、可靠性差等缺点，在直流电网中将各蓄电池单元并联可有效解决上述问题。此外，蓄电池功率密度较低，易受分布式电源高频功率冲击，极大影响储能系统寿命，通过引入超级电容与各个蓄电池单元并联，从而缓解高频功率对蓄电池的影响。综上，本文提出多蓄电池单元与超级电容构成直流配电网储能系统。
低压直流微电网运行控制与优化配置研究共3篇
低压直流微电网运行控制与优化配置研究共3篇
低压直流微电网运行控制与优化配置研究1
低压直流微电网运行控制与优化配置研究
近年来，随着能源危机和气候变化的日益加剧，人们对能源领域的研究和开发也越来越关注和重视。以低压直流微电网为代表的分布式电源系统因其安全、稳定、环保等优势而得到了广泛关注和研究。低压直流微电网作为一种新的能源供应模式，在城市社区、农村乡镇等设施中得到了广泛应用。其运行控制及优化配置成为了研究热点。
低压直流微电网的组成主要包括分布式电源、能量存储、负载、转换设备等，同时需要一套完善的控制及优化策略才能够实现高效、安全、稳定的运行。在运行控制方面，主要包括负荷匹配、能量管理、电池管理等方面。而在优化配置方面，则包括电源选择和容量配置、能量储备和储存方式选择等方面。
对于低压直流微电网的运行控制方面，负载匹配是一个重要环节，它直接关系到电网的供需负荷平衡和能量利用效率。因此，在负载匹配方面，需要根据实际场景，将各个负载按照功率需求进行分类，然后通过合理的电器选型及连接方式来实现负载的匹配。此外，低压直流微电网中如何合理分配能量、实现能量管理也是研究的重点。具体来说，通过建立电能的传递模型来分配电能；在电池管理方面，通过实时采集电池的状态参数，以及预测负载的能量需求，采取合理的充电和放电措施，避免电池的过充和过放。
对于优化配置方面，电源选择和容量配置是主要的问题。对于能源供应的选择，应根据实际场景中的能源情况进行匹配，如太阳能、风能、水能等。同时，需要按照负载需求、地理位置等选择合适的容量，并结合合理的存储方式，如电池、超级电容等，确保电能的足够储备。此外，在整个系统的运行过程中，需要进行监测和调控，建立一套完善的监测系统，实现系统生命周期管理。
为了更好地实现低压直流微电网的运行控制与优化配置，需要基于科学研究和实际应用，不断加强探索和创新。通过构建低压直流微电网的仿真平台，进行系统性能分析、效益评估和优化设计，加强对其运行特性进行研究和掌握，实现其高效、安全、稳定的运行。同时，也需要加强对相关法律法规和标准的制定，确保低压直流微电网系统的健康、合规性发展。
【CN109861187A】一种直流配电网中的直流线路保护方法【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日
(21)申请号 201910202494.4
(22)申请日 2019.03.18
(71)申请人 湖南大学地址 410006 湖南省长沙市岳麓区麓山南路麓山门
(72)发明人 许加柱 贾龙涛 伍敏 李牧远
(74)专利代理机构 长沙准星专利代理事务所(普通合伙) 43241代理人 袁崇建
(51)Int.Cl.H02H 7/26(2006.01)G01R 31/08(2006.01)
(54)发明名称一种直流配电网中的直流线路保护方法(57)摘要本发明公开了一种直流配电网中的直流线路保护方法。首先，提取线路两端电流，计算模量电流并选取合适的模量电流，进行S变换，设置保护启动判据。其次依据模量电流积分的极性判断是否为区内故障，依据高频模量电流到达两端的时间计算故障距离。最后依据控制信号，指导直流断路器动作，隔离故障区间；依据故障距离结果及时检修，清除故障。故障电流中含有大量的高频分量，包含丰富的故障信息，可以利用故障电流高频特征判断发生故障的区间，计算故障点的距离。该发明要求两端时间严格同步，利用GOOSE通信，
同时要求采样装置采样频率高。
权利要求书2页 说明书4页 附图1页CN 109861187 A2019.06.07
CN 109861187
A1.一种直流配电网中的直流线路保护方法，其特征在于,包括如下步骤：
步骤1.提取直流线路两端电流，计算模量电流，进行S变换，设置保护启动判据；
步骤2.依据模量电流积分的极性判断是否为区内故障，依据高频模量电流到达两端的
时间计算故障距离；
步骤3.依据控制信号，指导直流断路器动作，隔离故障区间；依据故障距离结果及时检
修，清除故障。
2.根据权利要求1所述的一种直流配电网中的直流线路保护方法，其特征在于，步骤1
中，通过采样得到离散的电流信号，离散信号的S变换结果是一个矩阵，行表示某一时刻不
直流配电网保护配置研究
直流配电网保护配置研究
摘要：所谓的前加速保护就在线路发生故障的时候，离电源比较近的保护先无选择性动作，并通过重合闸来纠正该错误。为了满足直流配电网对于速动性的要求，本文引入了交流电网中前加速保护的概念，以到达直流配电网对于速动性的要求。主要通过两次判据，来判别线路是否需要进行前加速保护，前加速保护动作后，再经过一定延时后可以利用通信去纠正断路器的一些错误动作，并判断该故障是瞬时性故障还是永久性故障，最终到达一个完整的前加速保护方案。
关键词：直流；配电网；前加速保护；故障
0 引言
随着现在生活水平在不断提升，相应的在能源方面的需求在不断增大，目前暴露了一个很严重的问题，那就是能源资源的短缺，随着化石能源在不断被消耗，开发新能源的任务得到了国内外的广泛关注，新能源的合理开发及有效使用决定了人们未来的生活和发展。因此我们的国家从保障能源安全的角度出发，推动新能源技术研发，大力倡导新能源和可再生资源的利用，通过能源结构调整促进经济高质量发展，从而保障经济社会的稳定和可持续发展。目前太阳能和风能是我国正在大规模开发使用的主要新能源。太阳能发电发出来的都是直流电，如果要把这部分直流电并到交流电网中去要经过多次电能的转换，在这个过程中会造成很大一部分的电能损失。而且随着现代社会用电负荷的不断增加，传统交流电网线路损耗大、供电能力不足、输电距离受限、稳定性较差等各方面的问题越来越明显。未来电网中分布式电源将会和传统能源一样重要，电网将不再是简单的能量传输工具，而是一个综合能量管理系统。通过直流配电网的引入可以解决分布式电源接入给电网带来的问题。
1 直流配电系统的拓扑结构分析
不同于传统交流配电系统，直流配电系统由于不存在电磁环网等问题，可以根据需要灵活地设计网络拓扑结构。国内外学者提出的直流配电系统结构主要有放射状、两端供电和环状[1]，分别如图1至图2所示。
(1)放射状直流配电系统 放射状系统结构只有一个交流系统，每个负荷只通过一条母线对其供电，是直流配电系统中最典型的拓扑结构。放射状结构的主要优点有：1)结构简单；2)易于实现保护配置；3)运行方式方便且投资少。但是放射状结构可靠性不高，这是它最大的缺点，这种结构适用于居民用电。
柔性直流配电系统稳定性及其控制关键问题
柔性直流配电系统稳定性及其控制关键问题
摘要：经济的发展，城市化进程的加快，人们对电能的需求也逐渐增加。相比于传统的交流配电系统，柔性直流配电系统包含了换流阀、直流变压器等大量可控的电力电子设备，呈现电力电子化的特征。直流配电系统故障特征、故障发展过程、故障隔离及供电恢复过程都与换流阀等电力电子器件控制策略密切相关。在直流配电系统中，保护原理的选择、保护整定值的选取、保护动作出口时间的设置都需要考虑与换流阀控制策略的协同配合。通过控制与保护的相互协同实现故障准确识别与供电快速恢复，在保证直流配电系统高可靠性的同时有效降低直流配电网投资建设成本，是直流配电系统研究与发展的重要思路。本文就柔性直流配电系统稳定性及其控制关键问题展开探讨。
关键词：柔性直流配电；稳定性；随机性
引言
随着城市用电负荷密度不断增大，城市电网面临着多重难题：一方面要扩大城市配电网容量以适应城市经济发展的需求，另一方面要接纳太阳能、风能等可再生清洁能源以减轻环境污染的压力。在该背景下，直流配电系统（DCS）是基于电压源换流器提供直流电力且具有先进能源管理系统的智能化配电系统，因其输送容量更大、供电质量更优、易于接纳分布式能源（DER）、可控性更高[2]等优势而受到关注。
1DCS的主要性能特点
（1）DCS的稳定性。随着大量DER和柔性电力电子设备的接入，DCS的稳定性问题也逐渐成为学术界和工业界的关注热点。特别是对于可以孤岛运行的直流微电网来说，其电源和负荷电力电子化带来的动态特性，改变了以同步发电机为主的传统电力系统的稳定性特征。目前，国内外已有相关学者通过DCS或微电网的小信号稳定性分析，利用阻抗匹配等系统稳定分析理论，对电力电子化配电系统中DER的并网动态特性进行了探究，但大部分研究仍然集中于单个并网逆变器或级联型逆变器。因此，需要深入开展电力电子化DCS的稳定性分析理论和方法的研究，并提出相应的稳定性提升策略，保障DCS的安全可靠运行。（2）低压DCS的安全性。中国广泛采用220V交流低压供电，超过了人体耐受的安全低压水平，人身触电造成伤亡事件屡屡发生，在城市暴雨后内涝引发的群众触电事故更是时有发生。全国每年触电死亡数千人，触目惊心，引起了广泛的关注。如果低压系统对多数家电采取±48V直流安全电压供电，将在很大程度上降低人身触电事故发生的概率，这也将是直流配电技术在低压系统领域应用的主要优势。不过，由于电压等级较低，且DCS设备占地面积大，其能量密度和功率密度将受到影响，因此可以考虑采用±375V和±48V直流组合供电，其中，户级配电采用±375V以提高能量密度（在珠海示范工程中验证了该电压等级的价值），非高功率用电设备级供电采用±48V以减少非安全电压与人们接触的机会。（3）DCS的稳定性。随着大量DER和柔性电力电子设备的接入，DCS的稳定性问题也逐渐成为学术界和工业界的关注热点。特别是对于可以孤岛运行的直流微电网来说，其电源和负荷电力电子化带来的动态特性，改变了以同步发电机为主的传统电力系统的稳定性特征。
高压直流输电系统控制保护配置方案研究及谐波影响分析
高压直流输电系统控制保护配置方案研究及谐波影响分析
摘要：高压直流输电系统因为具有多方面的优点，可以有效的节省资源，所以在我国有非常广泛的应用。直流输送容量在我国的实际比例相对较高，并且形成了比较大型的系统。但是从现阶段其实际发展情况来讲，还存在多方面的问题，要想使其实际效果有效提升，就必须解决相关问题。本文就有关内容进行了综合性的阐述与分析。本文首先介绍了高压直流输电系统的有关内容，并分析了高压直流输电系统控制保护配制方案，最后对多个换流站交流侧谐波交互影响展开了分析，希望通过本文的研究，可以提升高压直流输电系统控制保护工作的实际效果。
关键词：高压直流输电系统；保护配置方案；谐波交互影响
前言：高压直流输电具有输送容量大、功率可以进行控制、实际位置远等特点，所以在输电系统中的使用非常广泛。而从我国的实际情况来讲，因为这一技术的覆盖面积比较广，所以如果在其出现问题之后所造成的影响会比较大。但是从现阶段所掌握的技术手段情况来讲，要想保证完全没有缺陷比较困难，需要通过更加有效的措施对其进行更深入的研究。而且在多馈入直流输电系统的不同直流线路之间因为电气距离比较近，所以非常容易出现交互影响的情况，对其实际安全运行效果造成了比较严重的影响。
一、高压直流输电系统的概述
高压直流电指的是借助稳定的直流电所拥有的无感抗与容抗不能发挥效果等特点，进行较大功率、远距离的直流电输电，在输电的全过程都是直流电。这一技术实际应用的过程中主要是通过架空线等进行远距离运输，经常被用于独立电力系统间连接。这一技术在实际应用的过程中可以实现不同系统之间的非同期联网运行，还能够实现不同频率电力系统的联网。通过直流系统的功率调制可以有效的使其阻尼提升，减少低频振荡，并且可以有效的提高并列运行的交流输电线的输电能力。其主要存在的问题是直流输电线路很难引出分支，并且大多数只能使用在端对端输电方面。因为这一技术在远距离输电方面具有非常多的优点，所以在我国有非常广泛的实际应用。
中压直流配电系统保护技术研究综述
中压直流配电系统保护技术研究综述
摘要：近些年，我国的科学技术水平不断进步，其中，电力电子技术的应用与发展，配电网的源荷储直流特征逐步明显，中压直流配电系统的经济技术优势显著。直流配电保护是保障系统稳定安全运行的关键，但仍未形成成熟的技术体系。本文试图对国内外直流配电系统保护技术的研究状况做一个系统的介绍。文章首先概述了与保护方法制定相关的直流配电系统拓扑结构、换流设备、接地方式以及暂态故障特性等内容。其次，对目前普遍研究和应用的直流配电系统保护方法进行了归纳总结，分析了各种保护方法的适用性和局限性，并对工程实践中应用的直流配电系统控制保护一体化技术进行了归纳和分析；最后，对直流配电系统的保护技术进行了展望和总结。
关键词：中压直流配电系统；故障分析；保护方法；控制保护一体化
引言
随着以IGBT、IGCT构成的新型全控电力电子器件的发展，直流输电技术在工程中得到了广泛的应用；与此同时，分布式电源和储能装置接入交流配电系统需要使用大量的换流装置；城市用电负荷的快速增长、电动汽车产业的迅速发展以及用户对电能质量的不断提高等，都使得配电网的需求越来越复杂。与交流配电系统相比，直流配电系统在便于分布式电源与储能装置的接入、电能质量、无需无功补偿等方面具有优势，成为了国内外研究的焦点。
1浅析直流配电系统故障的发生特征
1.1故障电流急剧上升
在直流配电系统线路出现接地故障的情况下，并联在VSC直流侧的滤波电容，往往会在发生故障的短时间内，迅速向故障点位置进行放线，加速电流数值在线故障线路的上升速度，这一点特性非常不利于检测装置与故障隔离装置迅速发挥作用。同时，VSC通常会在直流配电线路发生故障后，迅速锁定绝缘闸双极型晶体管，导致系统电路里的续流二极管开始向故障点放出不控整流电流，导致故障线路的电流长时间保持为急速上升的状态。
直流配电网控制策略与保护方法研究
直流配电网控制策略与保护方法研究
摘要：近些年，逐渐兴起分布式能源，在加上电力电子技术进步，同原有的交流配电网相比，直流配电网具有更好的发展前景。直流配电网通过风、光等储能型的分布式电源、交直流负荷，微电网、柔性直流交换站组成，这其中含有的不确定因素较多，所以，直流配电网中，关于控制方面的问题一直都很重要，另外研究保护直流配电网的方法同样非常重要。本文简要谈了谈直流配电网控制策略与保护方法研究。
关键词：直流配电网；控制策略；保护方法
直流配电系统通过交流系统接入端提供电源，电源类型包括太阳能和风能，常规的交直流负荷、储能设备、电动汽车的充电站类双向的可控负荷，为其负荷端。直流配电网的核心是控制系统，决定着直流配电网各个响应特性、电压的稳定性、配电的可靠性。因此控制系统的可靠性对于直流配电网的正常运行有着重要作用，相关工作人员必须研究出科学性较高的控制策略以及保护方法，确保直流配电网的各项性能的可靠和安全，进而促进直流配电系统能在未来取得更好的成绩。
1、直流配电网控制策略
1.1启动控制策略
1.1.1系统启动的原则
电压源换流器具有的拓扑结构，对直流配电网启停控制有着很大的影响。实际直流配电工程中，以MCC的拓扑结构为基础的换流器，想要启动其功率模块下控制功能，必须确保功率模块有必要的直流电压，进而才能让控制以及检测全控型的电力电子开关得以实现。所以，需要运用合适性系统的启动策略，确保换流器的功率模块能平滑地开始预充电，避免在充电的过程中，过电压和过电流的出现，降低直流配电系统和主要设备受到的冲击。并且，直流配电方式的不同，启动的控制策略也有不同，但是各个策略，实行的控制原则都是“平滑启动，降低冲击性，启动要有可控度”。
1.1.2确定充电电阻
通过系统启动的原则了解到，控制系统必须保持整体系统的运行具有稳定性，并降低冲击程度，然后在各个系统组成的部分，有着怎样的启动顺序，进行重点考虑，考虑方面包括，设备有主换流器、连接换流器、连接DC/DC的变压器，都有着怎样的启动情况。在主换流器方面，想要让预充电中充电的电流不必过大，就应该在此过程中，对充电的电阻应该限制充电的电流。主换流器的额定电压为0.7倍时，会完成预充电，同时旁路将电阻启动电、解锁主换流器，然后直流电压的换流器被控制住，并继续充电，将直流电压的额定值控制住。通常情况下，直流配电网络系统中，交流网路通过不同规格的降压变压器同主换流器连接，主流交换器阻抗变大。经过了一系列研究发现，主换流器中桥臂电流达到了上千安培，但是保护都没出现误动，因此主换流器可以不需要充电的电阻。连接换流器、连接DC/DC的变压器方面，连接DC/DC的变压器的充电电阻在45欧姆时最为合适，连接换流器充电电阻为35欧姆最为合适。在分析过系统启动原则和确定了电阻阻值后，得出启动策略流程如图一。