直流配电网保护技术评述
第１０卷第３期南方电网技术Ｖ０１．１０，Ｎｏ．３２０１６年３月ＳＯＵＴＨＥＲＮＰＯＷＥＲＳＹＳＴＥＭＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＭａｒ．２０１６
文章编号：１６７４－０６２９（２０１６）０３－００５３－０５ＤＯＩ：１０．１３６４８／ｊ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎｌ６７４－０６２９．２０１６．０３．００９中图分类号：ＴＭ７７：ＴＭ７２１．１文献标志码：Ａ
直流配电网保护技术评述
毕天姝，李猛，贾科，杨奇逊
（新能源电力系统国家重点实验室（华北电力大学），北京１０２２０６）
摘要：直流配电网因其控制灵活、电能质量好、便于分布式电源接入等优点，成为国内外技术发展的一个重要方向和研究的热点。然而。直流配电网故障特征与交流系统相比存在本质差异，已有交流系统保护技术难以直接应用于直流配电网。同时，由于直流换流设备耐受过流能力弱及故障恢复控制措施相对复杂，对实现快速准确故障检测、故障定位及有选择隔离故障区域提出了更高的要求。因此保护技术已成为直流配电网亟需突破的关键技术之一。论文在给出直流配电网拓扑的基础上。通过分析直流配电网故障发生、故障检测、故障定位与故障隔离的过程，明确了直流配电网保护中故障检测与故障定位是两个关键问题，并探讨了这个问题的技术难点，重点评述了直流配电网故障检测和故障定位方法，剖析了已有研究存在的主要问题，展望了未来发展方向，以期为后续研究奠定基础。关键词：直流配电网；保护技术；故障检测；故障定位；故障恢复
ＲｅｖｉｅｗｏｆＤＣＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎＮｅｔｗｏｒｋＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ＢＩＴｉａｎｓｈｕ，ＬＩＭｅｎｇ，ＪＩＡＫｅ，ＹＡＮＧＱｉｘｕｎ
（ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｌｔｅｒｎａｔｅＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｗｉｔｈＲｅｎｅｗａｂｌｅＥｎｅｒｇｙＳｏｕｒｃｅｓ，ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０２２０６，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＤＣｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｈａｓｂｅｅｎｇａｉｎｅｄｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙｉｎｔｅｒｅｓｔｓｄｕｅｔｏｉｔｓｆｌｅｘｉｂｌｅｃｏｎｔｒｏｌ，ｅｘｃｅｌｌｅｎｔｐｏｗｅｒｑｕａｌｉｔｙ，ａｎｄｃａｐａ—ｂｉｌｉｔｙｔｏｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｇｅｎｅｒａｔｏｒｓａｎｄＤＣｌＯａｄＳ．Ｈｏｗｅｖｅｒ．ｔｈｅｆａｕｌｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＤＣｎｅｔｗｏｒｋｓａｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉｎｎａｔｕｒｅａｓｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈＡＣｐｏｗｅｒｎｅｔｗｏｒｋｓ．ＴｈｅｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆａｎＡＣｎｅｔｗｏｒｋｉｓｈａｒｄｔｏｂｅｄｉｒｅｃｔｌｙａｐｐｌｉｅｄｉｎｔｏｔｈｅＤＣｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋ．Ｂｅｓｉｄｅｓ．ｔｈｅｏｖｅｒ．ｃｕｒｒｅｎｔｃａｐａｂｉｌｉｔｙｏｆＤＣｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓｉＳｗｅａｋａｎｄｔｈｅｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｉＳｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ．ｗｈｉｃｈｐｒｅｓｅｎｔｓｈｉｇｈｅｒｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｆａｓｔａｎｄａｃｃｕｒａｔｅｆａｕｌｔｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｌｏｃａｔｉｏｎａｎｄｉｓｏｌａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｂｅ—ｃｏｍｅｓｏｎｅｏｆｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｆｏｒｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇＤＣｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｔｏｐｏｌｏｇｙｏｆＤＣｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｉｓｄｉｓ—ｃｕｓｓｅｄｂｙａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｆａｕｌｔｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅ．ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ．１０ｃａｔｉｏｎａｎｄｉｓｏｌａｔｉｏｎ．ＴｈｅｆａｕｌｔｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｌＯＣａｔｉｏｎａｒｅｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄａｓｔｈｅｋｅｙｉｓｓｕｅｓｉｎＤＣｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ．Ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｔｈｉｓ，ｔｈｅｍａｉｎｐｏｉｎｔｓａｎｄｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓｏｆｔｈｅｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．ｎｌｅｓｔａｔｅｏｆｔｈｅａｒｔｏｆｆａｕｌｔｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｌｏｃａｔｉｏｎｉｎＤＣｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｉｓｅｖａｌｕａｔｅｄａｎｄｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｐｅｒｓｐｅｃ—ｔｉｖｅｉｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄａｓｗｅｌｌ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＤＣｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋ；ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｆａｕｌｔｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ｆａｕｌｔｌｏｃａｔｉｏｎ；ｆａｕｌｔｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ
０引言
随着社会进步和经济发展，交流配电系统正面
临一系列难题，而直流配电网为城市配电提供了一
基金项目：国家重点基础研究发展计划项目（９７３项目）（２０１２ＣＢ２１５２０６）；国家自然科学基金项目（５１４０７０６７，５１２２２７０３）；高等学校学科创新引智计划资助（Ｂ０８０１３）。Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｉｔｅｍ：ＳｕｐｐｏｓｅｄｂｙｔｈｅＮａｔｉｏｎａｌＢａｓｉｃＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒａｍｏｆＣｈｉｎａ（９７３Ｐｒｏｇｒａｍ）（２０１２ＣＢ２１５２０６）；ｔｈｅＮａｔｉｏｎａｌＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｆｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ（ＮＳＦＣ）（５１４０７０６７，５１２２２７０３）；ｔｈｅ“１１１”Ｐｒｏ—ｊｅｃｔｏｆＣｈｉｎａ（１３０８０１３）．种新的解决方案。这主要体现在以下几个方面：
１）大量分布式电源与直流负荷需要经过换流
环节接入交流配电网，降低了能源利用效率；而接
入直流配电网可以减少换流环节，降低设备成本，提高能源效率…。２）负荷快速增长使得短路容量
越限问题在交流配电网中日益凸显；而柔性直流配电网受交流侧故障影响小，不增加交流侧短路容
量旧Ｊ。３）输电走廊紧缺制约了城市中架空线路的使用，同时电容充电效应又限制了电缆在交流配网
中的供电半径；而在直流配电网中，无需传输无功
功率，无电容效应与集肤效应，故供电半径及容量
万方数据南方电网技术第１０卷
大、效率高¨。。４）交流配网电能质量问题日益突
出；而柔性直流配电网巾由于交流侧有功、无功功率可独立控制，且直流侧不存在频率偏移和三相不
对称问题，所以电能质量问题更易于解决ＨＪ。然而，直流配电网的故障特征与交流系统存在本
质差异”ｏ，已有的交流系统保护技术难以直接应用于
直流配电网。同时，由于直流换流设备耐受过流的能
力弱及故障恢复控制措施相对复杂，对实现快速准确
故障检测、故障定位及有选择地隔离故障区域提出了
更高的要求。因此保护技术已成为直流配电网亟需突
破的关键技术之一，也成为国内外研究的热点旧Ｊ。
本文将首先给出一个具有应用前景的直流配电网拓扑，以此为研究对象，分析直流配电网保护面
临的关键问题与技术难点，评述直流配电网故障检
测和故障定位方法，剖析已有研究存在的主要问题。
１直流配电网拓扑结构概述
图１给出了一种具有应用前景的±ｌＯｋＶ直流
配电网拓扑结构。其中，网络拓扑为双端型供电，
这主要由于直流配电网潮流可控，双端型网络不存
在环流问题，并可有效提高供电可靠性。由于直流
配电网电压等级低、容量小，故采用成本低、控制
简单、可靠性高的两电平ＶＳＣ作为换流器拓扑，
并选取结构简单、经济性好、应用广泛的对称单极
方式作为主接线方式。此外，为防止单极接地故障
引起严重过流，威胁设备安全，采用直流电容器中
性点高阻接地方式。直流配电网在每条馈线出线端
配置直流断路器，其他分段开关配置负荷开关，以便于同时兼顾系统的经济性和可靠性。
本文采用图１所示的直流配电网作为研究对
象，展开直流配电网保护技术评述。
２保护关键问题与技术难点直流配电网保护可分为换流站保护、直流网的保护及负荷分支保护。其中，换流站保护技术与已
有直流系统区别不大；负荷分支作为直流配电网的
末端，其保护技术相对简单。论文重点分析直流网
的保护技术。
当直流配电网出线１的区段２发生双极短路故
障（如图１所示）时，出线Ｉ两端直流断路器处配置
的保护应快速准确检测故障，跳开断路器，切断故
障电流。然而，直流线路双极故障的故障特征复杂：直流侧含有电容器，导致故障电流上升速度
快，暂态分量丰富；交流侧的换流电抗器含有比较大的电感元件，导致故障暂态过程持续时间较长；
由于稳态故障电流以直流量为主，线路电感对故障
电流影响小，导致稳态故障电流幅值较大。在这种
情况下，如何实现快速、可靠、有选择的故障检测
方法是需要解决的问题。
在实现故障检测与故障电流开断的同时，还需
要准确定位故障点发生在哪个区段（例如区段２），以便于在出线Ｉ两侧断路器跳开后能通过打开相应
的负荷开关（区段２两侧负荷开关）实现故障隔离，
进一步闭合出线ｉ两端断路器恢复非故障区域的供
电，达到提高供电可靠性的目的。因此，故障定位
成为继故障检测之后的又一个关键问题。
实现准确故障定位的难点主要在于３个方面。
１）可利用数据少。如前文所述，直流电网保护和直
流断路器动作速度都比较快，因此可用于故障定位
的故障数据长度短，准确可靠定位故障的难度大。
２）负荷分支的干扰。负荷分支中可能含有分布式电源，会向故障点供应故障电流，这可能对准确故障
定位造成干扰。３）直流线路各区段长度较短。直流配
电网中，各区段长度相对较短，一般为数千米，这导
致各区段故障特征差异小，准确识别故障区段难。
图１直流配电网拓扑结构示意图
Ｆｉｇ．１ＳｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆＤＣｄｉｓｔｎｂｕｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋ７高压交未、输电网／
＼、一一／
万方数据第３期毕天姝，等：直流配电网保护技术评述５５
实现故障隔离（打开区段２两端负荷开关）后的
恢复非故障区域供电的过程，主要体现为双端ＡＣ／ＤＣ换流器恢复正常控制的过程，这与其启动过程
类似，本文不再赘述。因此，本文将针对故障检测和故障定位两个关键问题依次进行评述。
３故障检测方法评述
直流配电网一般通过直流断路器处配置的保护
实现故障检测，发出跳闸命令。按照实现原理，可
实现故障检测的保护可分为３类，即电气量幅值保
护、电气量微分保护以及测距式保护。
３．１电气量幅值保护
如前所述，直流配电网故障电流上升速度快，
稳态幅值大，即正常态与故障态电气量幅值差异明
显，这为电气量幅值保护应用于直流配电网提供了
可能性。电气量幅值保护仅利用单一电气量，原理简单、易于实现，具有较好的经济性。
电气量幅值保护包括电压保护、电流保护和谐
波保护。文献［７］给出了用于直流配电网的电压反
时限保护，通过保护的反时间特性实现上下级的配
合，但文中并未给出电压定值的计算方法。文献
［８］给出了用于舰船直流系统的电流保护，但未考虑多级线路配合的选择性问题。文献［９］利用谐波电流量的幅值，构成了柔性直流输电线路保护原
理，但也未考虑多级线路保护定值配合的问题。
电气量幅值保护用于直流配电网的主要问题
为：１）单独依靠电气量幅值，难以防止相邻出线故
障引起本线路保护误动。２）故障后直流配电网拓扑随续流二极管通断呈现时变特性，缺乏电气量故障
计算方法，因此电气量幅值保护定值整定多依赖仿
真计算。３）直流配电网含有分布式电源，并且线路
直流微网电能质量问题探讨
直流微网电能质量问题探讨
一、本文概述
随着新能源技术的不断发展和应用，直流微网作为一种新型电力系统结构，逐渐成为了研究的热点。直流微网以其高效、灵活和可靠的特点，在分布式能源接入、储能系统整合、电动汽车充电等领域展现出巨大的应用潜力。然而，随着直流微网规模的扩大和复杂性的增加，其电能质量问题也日益凸显，成为了制约其进一步发展的关键因素。
本文旨在探讨直流微网电能质量问题，首先简要介绍了直流微网的基本概念、发展历程和应用现状，然后重点分析了直流微网电能质量的主要问题和挑战，包括电压波动、谐波污染、不平衡度等方面。接着，本文深入探讨了这些问题产生的机理和影响因素，并提出了相应的解决方案和优化措施。本文总结了直流微网电能质量研究的现状和未来发展趋势，为相关领域的研究和实践提供了一定的参考和借鉴。
通过本文的研究，我们期望能够为直流微网的电能质量提升和稳定运行提供理论支持和实践指导，推动直流微网技术的进一步发展和应用。也希望本文能够引起更多学者和工程师的关注，共同推动直流微网电能质量问题的研究和解决。 二、直流微网电能质量问题分析
随着直流微网在电力系统中的广泛应用，其电能质量问题逐渐显现并引起关注。直流微网电能质量问题主要表现为电压波动与闪变、谐波与间谐波、不平衡等。这些问题不仅影响直流微网内设备的正常运行，还可能对整个电力系统的稳定性造成影响。
电压波动与闪变是直流微网中常见的电能质量问题。由于直流微网中的电源类型多样，如光伏、风电等可再生能源，其输出功率受天气等自然因素影响较大，导致直流母线电压发生波动。直流微网中负载的频繁投切、非线性负载的增多等因素也会导致电压波动与闪变。这些问题可能对微网内敏感设备的正常运行造成影响，如数据中心、医疗设备等。
谐波与间谐波问题也是直流微网电能质量的重要方面。在直流微网中，非线性负载如电力电子变换器、整流器等广泛应用，这些设备在工作过程中会产生谐波与间谐波，对直流母线电压造成污染。谐波与间谐波的存在不仅会导致设备发热、效率降低等问题，还可能引发谐振，对电力系统的稳定性造成威胁。
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。
直流微电网关键技术研究综述
第36卷 第1期 中 国 电 机 工 程 学 报 Vol.36 No.1 Jan.5, 2016 2 2016年1月5日 Proceedings of the CSEE ©2016 Chin.Soc.for Elec.Eng.
DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.2016.01.001 文章编号：0258-8013 (2016) 01-0002-16 中图分类号：TM 71
直流微电网关键技术研究综述
李霞林1，郭力1，王成山1，李运帷2
(1．天津大学智能电网教育部重点实验室，天津市 南开区 300072；
2．阿尔伯塔大学电气与计算机工程系，加拿大 埃德蒙顿 T6G 2V4)
Key Technologies of DC Microgrids: An Overview
LI Xialin1, GUO Li1, WANG Chengshan1, LI Yunwei2
(1. Key Laboratory of Smart Grid of Ministry of Education, Tianjin University, Nankai District, Tianjin 300072, China;
2. Department of Electrical and Computer Engineering, University of Alberta, Edmonton, AB, T6G 2V4, Canada)
ABSTRACT: As an important part of the future smart distribution system, microgrid can make a significant contribution to promote energy saving, emission reduction and achieve the sustainable energy development. Compared with AC microgrids, the DC microgrid has been a promising solution for interfacing the solar/wind renewable energy sources based distributed generation systems, energy storage systems, electric vehicles and other DC loads, with less energy conversion stages. So the system can operate with improved energy conversion efficiency, economy and reliability. In this paper, firstly, the latest research and development of technologies and platforms of DC microgrids from industry and academia was summarized. Secondly, the topology structure, optimal planning, operation control, protection and communication technology of DC microgrids were described and analyzed. Finally, the future development and application of DC microgrids were described in AC/DC hybrid microgrids, hybrid distribution systems and energy internets.
电网直流电源系统继电保护探讨
工业技术 至 Ｑ Ｑ： 墨 Ｃｈｉｎａ Ｎｅｗ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ａｎｄ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ
电网直流电源系统继电保护探讨
何祖彬
（贵州省凯里供电局，贵州凯里５５６０００）
摘要：文章对几类操作电源从可靠性、经济性、易维护性、适用范围等几方面进行了分析、比较。蓄电池 直流系统已成为电力企业 各发电厂和变电所的标准配置，同时适用于大中型用户配电系统；而带ＵＰＳ的交流电压操作电源是值得推荐的操作电源，其在中小型
用户配电系统中能得到较好应用。
关键词：直流电源：继电保护
１引言
近年来，由于用户电气设备故障导致主网
停运的现象时有发生，其中有一部份就是由于
没有配置可靠、合适的操作电源导致继电保护
不能正确 口所致。在近期的一座用户ｌＯｋＶ变
电站预试中，发现其蓄电池组直流系统由于长
期疏于维护已经完全瘫痪。配电系统操作电源
的合理配置已经成为亟待解决的问题。操作电
源可以简单地分为直流操作电源和交流操作电
源两大类。 继电保护及安全自动装置是保证电力系统
安全稳定运行的最基本、最重要、最有效的技术
手段，而继电保护系统能否正常工作在很大程
度上依赖于操作电源的可靠性，所以操作电源
的重要性是不言而喻的。电力系统包括发、变、
输、配、用电等单元，电力企业承担着除用电以
外所有单元的运行任务，对各单元运行可靠性
要求相当高，所以操作电源的选用以可靠性为
主，经济眭尚在其次然而，电力用户尤其是中小
型用户对其配电系统的资金投入有限，他们往
往比较重视一次设备的可靠性而忽略了操作电
源等二次设备的重要性，另一方面，用户电气运
行人员技术水平参差不齐，有的用户甚至没有
专门的值班电＿丁，难以对结构较复杂的操作电
源系统进行正确的管理和运行维护。
２直流操作电源
目前电力系统中常见的直流操作电源系统
有以下几种：蓄电池组直流系统、硅整流电容储
能直流系统和复式整流直流系统。
２．１蓄电池组直流系统
蓄电池组直流系统通过接于一次电路的硅
《中低压柔性直流配电网故障识别与控制隔离技术研究》范文
《中低压柔性直流配电网故障识别与控制隔离技术研究》篇一
一、引言
随着现代电力系统的不断发展和技术的持续创新，中低压柔性直流配电网已经成为智能电网建设的重要组成部分。其独特的特点如可实现无功补偿、电能质量优化以及灵活的拓扑结构等，使得它在电力系统中扮演着越来越重要的角色。然而，随之而来的问题也日益凸显，其中最为关键的就是故障识别与控制隔离技术。本文将针对中低压柔性直流配电网的故障识别与控制隔离技术进行深入研究，探讨其原理、方法和应用。
二、中低压柔性直流配电网概述
中低压柔性直流配电网（以下简称“柔直配网”）是指以电压等级为中低压的直流配电网络，采用柔性直流输电技术进行供电。这种配电网具有灵活的拓扑结构，可以有效地进行无功补偿和电能质量优化，提高了供电可靠性和经济性。然而，由于其结构的复杂性和电力电子设备的多样性，一旦发生故障，其影响范围和修复难度都较大。因此，对柔直配网的故障识别与控制隔离技术进行研究具有重要的现实意义。
三、故障识别技术
（一）基本原理 故障识别是柔直配网运行维护的关键技术之一。其基本原理是通过监测配电网中的电压、电流等电气量，以及温度、压力等非电气量，结合先进的信号处理和模式识别技术，对故障进行判断和定位。
（二）方法与技术手段
1. 信号处理技术：包括滤波、去噪、波形分析等，用于提取故障特征信息。
2. 模式识别技术：通过机器学习、神经网络等技术对故障特征进行分类和识别。
3. 智能诊断技术：结合专家系统、知识库等，对故障进行智能诊断和预测。
四、控制隔离技术
（一）基本原理
控制隔离技术是指在柔直配网发生故障时，通过控制策略和设备操作，将故障区域从系统中隔离出来，以保证非故障区域的正常供电。其基本原理是快速、准确地判断故障位置，并采取相应的控制措施进行隔离。
（二）方法与技术手段
1. 快速定位技术：通过先进的测量设备和算法，快速定位故障位置。
2. 自动控制技术：采用智能控制器或自动控制系统，实现故障区域的快速隔离。 3. 设备操作技术：通过操作开关、断路器等设备，实现故障区域的物理隔离。
交直流混合配电网规划运行关键技术研究
交直流混合配电网规划运行关键技术研究
摘要：配电网担负着电能的配送任务，传统配电网的电能传送是单向的，随着分布式电源大量接入，配电网的电能可能出现双向流动。由于分布式电源具有随机性和间歇性的特点，增加了配电网运行控制的难度。为了满足大规模分布式电源接入的要求，在北京延庆建设交直流混合主动配电网，提高配电网的能源配送和优化能力，支持高渗透率分布式能源的充分消纳，降低系统损耗，提高设备利用率，实现高可靠高质量供电，延缓增容建设投资。鉴于此，本文是对交直流混合配电网规划运行关键技术进行分析，仅供参考。
关键词：交直流混合配电网；网架结构；优化规划；调度控制；经济性评估
一、交直流混合配电网网架结构
交直流混合配电网网架结构对运行可靠性、灵活性、经济性等方面都有重要影响。传统交流配电网的网架结构已经非常成熟，国内外均有相关网架结构标准和案例。目前针对交直流混合配电网网架结构的研究较少，主要研究工作集中在直流配电网的网架结构设计。交直流混合配电网网架结构设计需要综合考虑现有交流配电网的网架结构和直流配电网的研究成果，提出交直流混合配电网网架结构设计方案。
我国交流配电网中，高压配电网网架结构主要有链式、环网和辐射状结构；中压配电网结构主要有双环式、单环式、多分段适度联络和辐射状结构；低压配电网一般采用辐射状结构。10kV配电网结构根据架空网和电缆网的不同可以分为2类：架空网主要包括辐射式接线和多分段适度联络接线2种模式；电缆网主要包括单环式接线和双环式接线2种模式。北京市高压配电网以环网建设、放射状运行为主（“手拉手”式网架结构）。巴黎城区的电缆网采用三环网T接或双环网T接方式；东京22kV电缆网采用主线备用线、环形、点状网络接线方式；新加坡采用“花瓣式”结构，22kV配电网采用环网连接、并列运行方式。
直流配电网网架结构主要有辐射型、两端供电型和环型直流配电网。①辐射型直流配电网由不同电压等级的直流母线组成骨干网络，分布式电源、交流负载与直流负载通过电力电子装置与直流母线相连，其结构简单，对控制保护要求低，但供电可靠性较低；②两端供电型直流配电网与辐射型直流配电网相比，当一侧电源故障时，可以通过操作联络开关，由另一侧电源供电，实现负荷转供，提高整体可靠性；③环型直流配电网相比于两端供电型直流配电网，可实现故障快速定位、隔离，其运行方式与两端供电型直流配电网相似，且供电可靠性更高。
直流配电网关键技术及展望
直流配电网关键技术及展望
摘要：近年来，直流配电网关键技术得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述，分析了直流配电网建设的必要性。在探讨直流配电网优势的基础上，结合相关实践经验，分别从多个角度与方面就直流配电网建设的前景展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。
关键词：直流配电网；关键技术；展望
1概述
早在输配电系统产生之时,人们就将目光锁定于直流,但由于早期直流输配电电压水平低、输送容量小等因素的制约以及交流系统的优越性使直流配电系统停滞不前。20世纪末,随着直流供电技术的发展,尤其是电力半导体技术的发展,直流供电技术和直流电器产品克服了原有缺点,并在某些领域重新取得了技术经济优势。
近年来高压直流输电技术广泛应用于电力系统中,换流器、滤波器、断路器等各方面发展较为成熟,低压直流配电技术也逐渐受到国外学者的关注。这对直流配电网的建设有着很好的借鉴作用和有力的技术支持。
基于以上两方面的背景,本文提出了建设直流配电系统的构想。
2直流配电网建设的必要性
2.1分布式电源增多节省换流器件
近几年,随着各国对节能减排和能源综合利用的需要,分布式能源系统因变负荷灵活、较低的初投资、供电可靠、较小的输电损失和适合可再生能源应用等特点而越来越受到重视。因此配电网的电源已经不再是唯一的交流电源,分布式电源占据着越来越大的比重。其中又以风力发电和光伏发电发展最为迅速,产业规模、经济性和市场化程度都逐年提高。在分布式电源蓬勃发展的当口,突发了福岛核泄漏事故,这无疑令清洁、安全的分布式电源发展动力更足。预计在2020年以后分布式电源将会有更快的发展,并逐步成为主导电网中的主导电源。
分布式电源的普及能够极大地促进直流配电网的发展,其最根本的原因在于分布式电源并入直流配电网可以节省大量的换流器件。
直流配电网的优势及发展现状
科技风2016年11月上水利电力
DOI:10.19392/ki.l671-7341.201621108
直流配电网的优势及发展现状
孙希盈
河北工业大学电气工程学院天津300130
摘要：交流配电网是当前配电网的主要形式，未来配电网将大量接入分布式发电和多样化的负荷，这对交流配电网的供电可靠性、电能质量、
经济环保运行提出了更高要求。直流的配电网可作为未来配电网发展方向，应用直流配电技术对传统交流配电网进行升级，解决当前配电网面临的
问题。本文通过对比交流配电网，总结了直流配电网的优势，并介绍其发展现状a
关键词：直流配电网；优势;发展现状
未来以风力、光伏等发电为主的新能源发电将以分布式方式广泛
接人配电网，新能源发电成为解决能源危机的重要途径。
分布式发电接入交流配电网，会引起的各种问题。直流配电网通过
各种变流器将分布式电源和负荷连接到同一直流母线上，组成独立可
控的系统，可避免交流配电网出现的很多问题。直流配电技术可解决当
前问题以满足未来配电网的发展需求_。
1交流配电网面临的问题
经济性方面，配电网供电侧将有多种分布式发电接入，直流发电单
元经DC/AC变换、交流发电单元经AC/DC/AC变换，均需大S换流器才
能接入交流配电网;用电侦直流电机、电动汽车等直流负荷，以及电冰
箱、空调等采用变频技术的交流负荷,需AC/DC变换或AC/DC/AC变换
接入交流配电网;输电侧，城市用电负荷增长迅速，交流配电网要通过
架设新的输电线路来提高输电容量，供电容量与城市用地的矛盾加剧。
系统供电侧和用电侧都将增加换流器投资和换流损耗，输电走廊建设
成本增高，降低配电网的经济性。
稳定性方面，各种分布式发电接入交流电网需要经过电压、频率、
相位的同步过程，易造成对配电系统振荡:;分布式发电具有随机性和不
确定性，其接入会造成系统电压偏移、频率波动、高次谐波污染等问题，
降低电能质量，影响负荷正常工作。
环境保护方面，由于交流电本身的特点和部分配电网规划的不合
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。
直流配电系统关键技术及应用
直流配电系统关键技术及应用
摘要：伴随着半导体技术及电力电子技术的发展，直流配电系统以其能高效、可靠接入直流负荷、分布式能源发电和储能单元等技术优势，逐渐成为各国的研究热点。直流配电系统可以通过直流网架将大量分布式电源和储能系统互联起来，直接为直流负荷供电，也可以通过电力电子换流装置，接入交流负荷、分布式电源和交流电网。作为一种新兴的供用电形式，能更加高效地消纳光伏、风电等分布式可再生能源，实现集中式或分布式能源生产、消耗、转换等单元互联，提高可再生能源的稳定性和消纳量。
关键词：直流配电系统；关键技术；应用要点
引言
从现状来看，直流配电系统正在受到更多的关注，这是由于此种类型的配电系统在根本上符合了生态住宅的宗旨与目标，因此构成了全新的配电技术。在新时期的配电系统中，继电保护应当属于核心性与关键性的技术。然而截至目前，与继电保护有关的各项技术措施仍处在探究中。受到城市化的影响，现阶段各地都在致力于构建智能电网，因此也体现了直流配电系统的价值所在。
1直流配电系统现状
1.1选择合适的接地方式
配电系统如果要实现自身的顺利运行，关键在于优化接地保护。因此可见，故障电流与接地保护之间具备直接性的联系，与之相应的保护方案也体现为多样化的特征。在遇到故障时，瞬时状态下的接触电压与接地电压都会变得相对很高，甚至超出了最大限度内的允许值。除此以外，故障如果发生在交流侧的特定位置上，那么很有可能威胁到整个系统的正常运转，同时也将破坏换流器。为了改进现状，应当将其改造为自动式的导体接地，以便于消除潜在的安全隐患。在必要的时候，还可以把隔离变压器安装在负载网络或者直流系统的中间位置上。
1.2运用直流断路器
在配电保护中，直流断路器应当构成其中的关键性装置，这是由于直流断路器是否能够保持正常运行直接关系着整个系统的效能。然而相比来看，直流电流本身并不涉及到过零点，因此也产生了相对较大的灭弧难度。受到上述状况的影响，直流断路器迄今为止仍然很难推广运用。如果选择了直流配电的低压断路器，那么强迫灭弧将会烧毁断路器及其内部元件，上述措施带有较强的风险性。因此可见，现阶段亟待研发混合式的新型断路器，针对其中涉及到的快速动作、机械开关特性以及其他要素都应当予以全方位的控制。