含T接逆变型分布式电源配电网的纵联保护方案.pdf

在当前的电力系统中，随着可再生能源的快速发展和分布式电源(Distributed Generation, DG)的广泛应用，电网的结构和运行特性正在发生变化。分布式发电指的是在用户附近或直接在用户现场进行发电的方式，它可以提高能源利用效率，降低输配电损耗，并为用户提供供电的可靠性。然而，分布式电源并网技术带来的挑战也不容忽视，特别是在逆变型分布式电源(Inverter Interfaced Distributed Generation, IIDG)以T接方式接入配电网后，传统保护方案的适用性受到了影响。 传统三段式电流保护，长期以来在配电网中起着重要的保护作用，当线路出现故障时，通过检测线路电流的变化来判断故障位置，并采取相应的保护动作。然而，当IIDG以T接方式接入配电网时，配电网的短路电流特性发生了变化，导致传统三段式电流保护难以准确判断故障位置，容易发生误动或拒动，进而影响电网的安全稳定运行。 为了解决这个问题，研究人员提出了含T接逆变型分布式电源配电网的纵联保护方案。纵联保护是一种利用通信手段将保护装置连接起来，对线路故障进行快速、准确的判断和处理的保护方式。该方案首先讨论了在低电压穿越期间，IIDG采用恒功率控制策略对故障输出的影响。低电压穿越指的是在电网电压短暂下降期间，分布式电源仍能保持正常并网运行而不脱网的特性。恒功率控制策略保证了在电压下降时，分布式电源仍能够提供稳定的功率输出，但这也可能影响故障期间的短路电流特性。 在此基础上，该方案定义了复合差动阻抗的概念，并分析了其在被保护馈线区内外故障的幅值差异。通过这些差异来提出一种基于复合差动阻抗的纵联保护原理，这种保护原理通过比较各段线路的差动阻抗，能够有效地判断出故障位置。为了解决在三相金属性短路故障时可能出现的死区问题，该方案引入了T型电流差动保护作为辅助判据，进一步提高了保护的准确性和可靠性。 为了验证所提出保护方案的合理性与有效性，研究人员在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建了含IIDG的10kV配电网仿真模型。通过模拟各种运行和故障条件，最终仿真结果证明了该纵联保护方案能够有效地解决传统三段式电流保护在含T接逆变型分布式电源配电网中的不足之处，提高了保护的灵敏度和选择性。 总结来说，针对含T接逆变型分布式电源配电网的传统保护方案局限性，提出的纵联保护方案通过分析复合差动阻抗和采用T型电流差动保护辅助判据，大大提高了保护的准确性和适应性。这一方案的应用有助于保障配电网的安全稳定运行，并为其他可再生能源并网提供了重要的参考。随着技术的进步和智能电网概念的普及，预计在未来的电力系统中，类似的保护方案将成为主流。