有源配電網(wǎng)電流差動保護原理與實現(xiàn)技術(shù)研究.pdf

1、智能電網(wǎng)的概念提出后，分布式電源在歐美國家獲得了廣泛應(yīng)用，我國亦提出要大力發(fā)展接近負荷側(cè)的分布式發(fā)電，促進了小容量分布式電源在配電網(wǎng)中的接入?？梢灶A(yù)知，未來的配電網(wǎng)將是DG（Distributed Generation）高度滲透的有源配電網(wǎng)，具有多端、多源，潮流與故障電流雙向流動的特點。傳統(tǒng)三段式電流保護不能夠滿足保護的需求。為解決分布式電源接入帶來的保護問題，本文將電流差動保護引入有源配電網(wǎng)，研究探討適應(yīng)性動作判據(jù)、保護方案、實現(xiàn)方法

2、、裝置開發(fā)與測試等內(nèi)容。論文完成的主要工作及成果如下:
　　(1)分析了有源配電網(wǎng)正序故障分量幅值與相位特征。根據(jù)配電網(wǎng)不同結(jié)構(gòu)和接入的DG類型，分別建立了正序故障分量復(fù)合序網(wǎng)絡(luò)模型;在理論上推導(dǎo)出保護區(qū)段內(nèi)、外部故障時兩端正序故障分量的幅值與相位特征;定性得出與電機類DG和逆變類DG分別對應(yīng)的區(qū)段兩端電流正序故障分量的幅值與相位關(guān)系，為建立差動保護動作判據(jù)奠定了理論基礎(chǔ)。
　　(2)提出了基于電流正序故障分量的有源配電網(wǎng)自

3、適應(yīng)電流差動保護方案。該方案根據(jù)保護區(qū)段內(nèi)部有無未檢測分支情況，建立相應(yīng)的差動判據(jù)，自適應(yīng)地調(diào)整門檻電流和比例制動系數(shù)，能夠適應(yīng)配電網(wǎng)多樣的網(wǎng)絡(luò)拓撲和功率波動;同時該保護方案對于DG類型、接入容量、接入位置等具有較強的適應(yīng)性。故障仿真結(jié)果驗證了保護判據(jù)的靈敏性和可靠性。
　　(3)提出了有源配電網(wǎng)反時限電流差動保護方案。該方案分別利用幅值和相位構(gòu)成獨立的保護判據(jù)，并對保護動作時間加以時限，可有效區(qū)分電動機自啟動和區(qū)內(nèi)輕微故障;可以

4、在保證區(qū)外故障對TA飽和有足夠制動能力的同時，提高保護動作靈敏度。
　　(4)提出了基于逆向推導(dǎo)的故障時刻推算方法。從理論上分析了現(xiàn)有故障數(shù)據(jù)自同步算法的同步誤差及誤差來源，得出某些情況下同步誤差將大于保護允許同步誤差裕度的情況。以此為基礎(chǔ)，利用故障后較短時間的數(shù)據(jù)，以逆向查找真正的故障時刻為目標，給出故障時刻精確推算方法，可從本質(zhì)上降低故障數(shù)據(jù)自同步誤差。
　　(5)提出了基于Hankel矩陣和模極大值理論的故障時刻檢測方

5、法。該方法從電流信號故障時刻存在突變的特點著手，利用奇異值分解法進行奇異點的檢測，最終確定故障時刻，為實現(xiàn)高精度故障數(shù)據(jù)自同步提供了新的途徑。
　　(6)研制出電流差動保護裝置并進行了數(shù)字仿真與模擬測試。利用智能配電終端先進的軟硬件平臺，開發(fā)出本文提出的有源配電網(wǎng)電流差動保護裝置;分別利用有源配電網(wǎng)靜態(tài)物理模擬系統(tǒng)和實時數(shù)字仿真系統(tǒng)(RTDS)對所開發(fā)裝置進行了實驗測試，對其保護算法、同步方案、通信協(xié)議、動作時間等進行測試和評估;