有源配電網電流差動保護原理與實現技術研究.pdf

1、智能電網的概念提出后，分布式電源在歐美國家獲得了廣泛應用，我國亦提出要大力發(fā)展接近負荷側的分布式發(fā)電，促進了小容量分布式電源在配電網中的接入?？梢灶A知，未來的配電網將是DG（Distributed Generation）高度滲透的有源配電網，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，研究探討適應性動作判據、保護方案、實現方法

2、、裝置開發(fā)與測試等內容。論文完成的主要工作及成果如下:
　　(1)分析了有源配電網正序故障分量幅值與相位特征。根據配電網不同結構和接入的DG類型，分別建立了正序故障分量復合序網絡模型;在理論上推導出保護區(qū)段內、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分別對應的區(qū)段兩端電流正序故障分量的幅值與相位關系，為建立差動保護動作判據奠定了理論基礎。
　　(2)提出了基于電流正序故障分量的有源配電網自

3、適應電流差動保護方案。該方案根據保護區(qū)段內部有無未檢測分支情況，建立相應的差動判據，自適應地調整門檻電流和比例制動系數，能夠適應配電網多樣的網絡拓撲和功率波動;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性。故障仿真結果驗證了保護判據的靈敏性和可靠性。
　　(3)提出了有源配電網反時限電流差動保護方案。該方案分別利用幅值和相位構成獨立的保護判據，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的故障時刻推算方法。從理論上分析了現有故障數據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，利用故障后較短時間的數據，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，可從本質上降低故障數據自同步誤差。
　　(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，為實現高精度故障數據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電流差動保護裝置;分別利用有源配電網靜態(tài)物理模擬系統(tǒng)和實時數字仿真系統(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;