需修改 含分布式电源配电网的故障定位研究
论述含分布式电源配电网的故障定位
论述含分布式电源配电网的故障定位摘要:分布式电源配电网的故障定位问题,一直是影响分布式电源配电网建设于应用的关键。
本文首先探讨了含分布式发电配电网的短路电流计算方法,并对分布式发电对传统故障定位策略的影响及解决方案展开分析,最后探讨了分布式电源应用背景下架空配电网的改进故障定位策略和故障定位策略选择的原则,为分布式电源配电网故障定位技术的应用和定位策略的选择提供资料参考。
关键词:分布式电源;配电网;故障定位;策略分布式电源在配电网中的应用,是现代配电网智能化发展的关键。
在我国智能电网不断推进建设的今天,分布式电源与常规电网正在不断融合。
分布式电源配电网相比于常规电网,其网络辐射结构由单线变为多线,这无疑加大了配电网故障检修和定位的难度。
想要进一步推进智能电网的建设,就必须在现有的配电网故障定位基础基础上,寻找到符合分布式电源配电网故障定位的有效策略,为分布式电源配电网故障定位技术的发展做贡献。
正因为智能配电网的需要,现如今各电力企业纷纷致力于寻找一种有效的故障定位方法、技术和策略,本文同样对含分布式电源配电网故障定位策略进行分析,对分布式电源配电网故障定位技术的发展有一定现实意义。
一、含分布式发电配电网的短路电流计算含分布式发电配电网的短路电流计算依赖于配电网结构、分布式发电接入位置,以及所有无源和有源元件的等值模型。
配电网的短路电流在短路期间是一个动态变化过程,要求一个模型能够反映短路全电流的变化过程非常困难,因此,短路电流特性常用一个最大的次暂态短路电流(起始短路电流)和一个最小的稳态短路电流来表征。
而对配电自动化系统故障定位影响较大的主要是次暂态短路电流。
含分布式发电配电网的短路电流计算一般遵循以下步骤:首先建立分布式发电的等效电路,电机类和采用间接电流控制的变流器类分布式发电等效为电压源和次暂态电抗的串联形式,而采用直接电流控制策略的变流器类分布式发电等效为电流源;之后将分布式发电的等效模型、配电网各元件以及系统侧等效电源按照元件之间的电路连接关系连接起来,形成配电网的短路分析模型;再根据电路连接关系,求取各电源点(包括配电网的系统等效电源)单独在网络中引起的短路电流,即该电源对短路电流的贡献;所有电源产生的短路电流之和即为系统的总短路电流。
含分布式电源配电网单相接地故障的定位方法
含分布式电源配电网单相接地故障的定位方法摘要:在我国经济迅速发展的过程中电能消耗量日益增加,基于此,现阶段不仅是配电自动化的迅速发展,分布式电源也被大量接入配电网中。
分布式电源的接入在一定程度上满足了人们的用电需求,同时也导致了一系列的配电网故障问题。
本文是以含分布式电源配电网单相接地故障为研究内容,分析了基于电流相似性的故障定位方法和基于零序电流相似性变化量的故障定位方法,并借助模型仿真验证了上述定位方法的可靠性,希望对有关人员的故障排除工作有所帮助。
关键词:分布式电源;配电网;单相接地故障;定位方法一、引言电能的出现改变了人们的生活和生产方式,促进了社会的进步和发展,但随着社会的迅速发展、人们用电需求的急剧增加,现阶段在配电网中引入了大量的分布式电源,分布式电源的引入在一定程度上解决了供电问题,但同时也带来了单相接地故障问题。
就目前而言,我国配电网的单相接地故障定位困难,一是由于我国配电网建设较为落后,二是由于接地故障处的电流微弱因此很难定位。
而随着分布式电源的大量接入,配电网辐射化严重,这使得配电网的单相接地故障定位更为困难,基于此,现阶段对含分布式电源配电网单相接地故障的定位方法进行研究具有极为重要的意义。
二、基于电流相似性的故障定位方法基于电流相似性的单相接地故障定位方法以零序电流的相似性为定位依据。
当含分布式电源配电网出现单相接地故障时,其不会影响到仅与配电网网架结构相关的零序电流,因此,即使含分布式电源配电网出现单相接地故障,基于零序电流的故障定位方法仍能正常运用。
同时,在不断开变压器的前提下,即使断开分布式电源该故障定位方法也不会受影响;但该故障定位方法也有一定的局限性,其仅适用于传统配电网。
1.相关系数原理在基于电流相似性故障定位方法的运用过程中需要涉及大量的变量,为明确变量间的关系,反应变量间的密切程度,统计学家皮尔逊提出了一种相关系数,该相关系数可以用来表示基于电流相似性故障定位方法中变量间的相似性。
含分布式电源的配电网故障定位及网络重构分析
含分布式电源的配电网故障定位及网络重构分析随着分布式发电和配电网自动化技术的不断发展,配电网中接入的中、低压分布式电源与日俱增。
配电网量大面广、故障率较发、输、变电环节更高,在配电网发生故障后,如何快速进行故障定位,并充分利用分布式电源恢复非故障区域供电已经引起越来越多的关注。
含分布式电源配电网的故障定位和网络重构分析十分重要,关乎到用户的用电质量和用电安全,本文对此进行了讨论。
标签:分布式发电;智能配电网;故障定位引言:绿水青山就是金山银山。
我国高度重视绿色、清洁能源的接入。
张北风电基地等绿色能源潜力巨大,但也远离负荷中心,面临着大容量、远距离外送问题。
分布式发电能够因地制宜,选用更具经济性、有效性的能源,降低电网配置成本。
配电网发生故障后,充分利用网络重构等手段,可以进一步减小停电范围和停电时间,提高新能源利用率和供电可靠性。
文献[1]根据凸优化理论,提出了一种考虑光伏和风电的配电网重构方法。
文献[2]提出了一种考虑开关操作顺序优化的方法。
文献[3]提出一种考虑网络抗毁能力的多目标重构方法。
文献[4]提出了一种考虑安全性的双重优化方法。
文献[5]提出了考虑配电网三相不平衡的优化方法。
本文结合目前多地区采用的南瑞配电自动化主站中的馈线自动化功能,对目前实际应用的配电网故障定位和网络重构方法进行探讨。
一、分布式发电的的定义及优点分布式发电是指在接近用电负荷的地方,在中、低压电网中接入小型发电设备。
分布发电的电源一般都是自然能源,包括太阳能、风能等。
太阳能发电又分为“光能-电能”转换和“光能-热能-机械能-电能”两种模式。
风能发电是通过风力机、发电机、控制装置等组成的系统,将风的动能转化为电能的技术。
根据不同的气候和地理特性,利用适宜的自然能源,不仅能够减少传统发电带来的污染,而且可以节省配电网扩建成本,具有铺设方便、安装灵活、环保性高等特点,是未来配电网演变趋势之一。
二、配电网故障定位和网络重构(一)分布式电源对智能配电故障定位的影响配电线路中接入分布式电源(DG)后,线路中的潮流分布由原来的单向潮流转变为双向潮流。
浅析配电网故障定位容错方法
摘要:配电网故障定位是配电网自愈的基础,为了克服配电终端错报故障信息造成的故障定位失败问题,提出了配电网故障定位容错方法。
充分利用配电网线路上配电终端的故障信息,对错报故障信息进行容错处理,实现配电网的准确故障定位。
关键词:配电网;故障定位;分布式电源;容错方法0 引言配电网发生故障后如何快速准确地实现故障定位是配电网自愈的基础,而自愈功能是智能配电网的显著特征,因此,研究配电网故障定位具有重要意义。
现在流行的基于馈线自动化的故障定位方法,在馈线终端单元(feeder terminal unit,FTU)出现误报或漏报故障信息时,将出现故障定位失败。
为此,利用多相故障信息冗余在一定程度上起到故障定位的容错,但是,并不能容错所有错报或漏报信息。
智能配电网中含有大量的分布式电源,在存在分布式电源的情况下,上述容错算法失效。
因此,本文充分利用FTU检测的故障信息,提出了含分布式电源的配电网故障定位容错方法。
1 传统配电网故障定位原理传统配电网中不含有分布式电源,馈线自动化通过故障电流的幅值比较实现故障定位。
其故障定位原理如下:故障点上游的FTU检测到故障电流上报主站故障信息,而故障点下游的FTU未检测到故障电流不上报故障信息,主站将检测到故障电流的末端FTU与未检测到故障电流的首端FTU之间的区段判断为故障区段。
2 传统配电网故障定位容错方法为了实现FTU上报故障信息存在误报或漏报时的正确故障定位,提出了基于启发式搜索的故障定位容错方法。
为了实现故障定位容错方法,对配电网的开关进行定义。
将线路出口断路器和每个分段开关分别作为一个节点,线路出口断路器作为第1层节点,沿着远离系统电源的方向依次是第2层、第3层……第M层节点。
第1层节点是第2层节点的父节点,第3层节点是第2层节点的子节点,依次类推。
具有相同父节点的节点称为兄弟节点。
对每个节点进行编号,并给每个节点赋予其属性,包括其父节点号、子节点号、兄弟节点号和所在层数。
浅谈含分布式电源配电网的故障定位
电力科技2015.09︱193︱浅谈含分布式电源配电网的故障定位浅谈含分布式电源配电网的故障定位王 见(国网渭南供电公司,陕西 渭南 714000)【摘 要】分布式电源配电网在出现问题时就需要想到相关的解决办法,本文主要探讨了在含分布式电源配电网中存在的故障定位,分析了故障的电流信息与规定,并且阐述了含分布式电源配置网的相关故障定位。
在部分的电源配电网中需要采取相关方法对其产生的故障进行改善。
【关键词】含分布式电源;配电网;故障定位当在配电网中接进分布式的电源之后,会将配电网原本形成的网络体系转换成多端的电源体系,传统模式中的保护电流方法也会因此受到干扰。
而为了抵消含分布式电源为传统电流保护带来的干扰,就非常有需要对全新的维护配电网方案进行相关研究。
1 含分布式电源的故障特征含分布式电源中包含了燃料电池、光伏发电、太阳能发电、风力发电以及联产发电等方式。
而根据分布式电源和配电网之间的接口方式差异,分布式电源能够被分成电机类与变流器类的电源。
在生物资源非常充分的前提下会提供最大的短路电流,这也是本章需要主要讨论的短路式电流。
1.1 电机类含分布式电源利用同步与异步发电机将配电网中的分布式电源直接连接的就是电机类的含分布式电源。
一般在小型的依靠水利发电的地方都会使用同步的发电机进行直接接入配电网,风力发电一般会采用异步发电机进行直接接入配电网。
当并网的时候产生了短路的问题时,同步发电机在进行电流输出时会使短路电流达到预定输出电流的8倍之间。
所以含分布式电源如果举例短路地点比较远,就需要对线路问题与线路短路问题进行考量,在现实生活中发生电流短路的几率会比较少一点。
当接入网点产生短路问题时,DFIG 会出现比预定电流大9倍左右的短路电流,之后再慢慢进行减弱。
在发生短路的时候,DFIG 中的控制功率的设备会继续开启,处于有效状态,而且其会继续维持释放短路电流,但是释放数值会比负荷电流高一点。
1.2 变流器类含分布式电源一般情况下,燃料与光伏发电、储能装置与微型的燃气轮机等设备都是利用变流器进行接入配电网的。
含分布式电源的配电网保护研究
3、对短路电流的影响
分布式电源的引入可能会对配电网的短路电流产生影响。例如,当分布式电 源与配电网并联运行时,如果发生短路故障,分布式电源可能会提供一部分短路 电影响其正 确动作。
二、含分布式电源配电网的保护 方案
针对分布式电源对配电网的影响,需要制定相应的保护方案。具体来说,可 以从以下几个方面入手:
参考内容
基本内容
随着社会经济的发展和人民生活水平的提高,电力需求量不断增加,传统的 集中式供电方式已经无法满足日益增长的电力需求。因此,分布式电源作为一种 新型的供电方式,逐渐得到了广泛的应用。然而,在分布式电源的应用过程中, 配电网的保护方案成为一个重要的问题。本次演示主要探讨含分布式电源配电网 的保护方案。
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1、优化分布式电源的设计和配 置
在设计和配置分布式电源时,需要考虑到其对配电网的影响。例如,可以优 化分布式电源的启动和停运控制策略,以减少对配电网电能质量的影响。此外, 可以采取适当的滤波措施,以减少分布式电源对继电保护装置的干扰。
2、采取智能化的继电保护方案
传统的继电保护方案已经无法适应含分布式电源配电网的需求。因此,需要 采取智能化的继电保护方案。例如,可以采用基于人工智能技术的保护算法,如 神经网络、模糊逻辑等,以提高继电保护装置的正确动作率和可靠性。此外,可 以采取分布式电源接入时的继电保护策略,以保证在分布式电源接入时不会对配 电网的继电保护产生影响。
1、继电保护的配合:分布式电 源的引入改变了配电网的结构和 运行方式
2、故障定位和隔离:含分布式 电源的配电网发生故障时,故障 定位和隔离变得更加复杂
针对上述问题,本次演示将采用以下研究方法:
1、系统建模:首先建立含分布式电源的配电网模型,包括分布式电源的位 置、容量、运行特性等。在此基础上,对配电网的潮流、电压、频率等进行分析, 以了解分布式电源对配电网保护的影响。
含分布式电源配电网的故障定位
含分布式电源配电网的故障定位作者:杨华来源:《科技信息·上旬刊》2018年第01期摘要:分布式电源配电网在我国的电力运输中扮演着十分重要的角色,相比于传统电路,分布式电源配电网有着十分明显的优点,可以大大的提高我国的电力建设水平。
不过这一配电模式也有着一定的缺点,那就是这一模式的故障定位问题难以得到有效解决。
针对这一问题,本文通过一定的研究后提出一种方法,那就是通过对故障电流的研究,再结合原来的故障处理方法,从而使得故障勘察与处理人员可以较快的发现故障,继而完成对含分布式电源的配电系统的故障定位问题。
关键词:配电网;配电自动化;分布式电源;短路电流;故障定位前言电力是国民生产生活之根本,保证电力的平稳有序运输是维持社会稳定的重要前提。
近几年来,我国政府针对国家电网投入了大量的资金与科研人员,并取得了良好的成果。
其中,配电系统的自动处理是我国的电网运输、设计以及建设过程所中所取得的一个比较具有突破性的科研成果。
相比于以往的老式电力运输模式,配电自动化的可靠性更高,同时运输能力也更加强劲,配电自动化的实现,为我国电网的平稳、高效运行提供了坚实的基础。
在配电自动化里,配电网的故障定位是其中的重点也是难点,针对这一问题,我国广大的电力科研人员进行了专门的研究,并对这一问题有了新的认识,但是我国的科研人员对于分布式电源(DG)的故障定位却研究不多,所取得的成果也较少。
由于分布式电源的复杂性,本文对几种较为复杂且典型的分布式电源进行了研究,通过这些较为典型的例子,来对分布式电源的故障定位问题加以分析。
通过查阅文献以及反复的试验之后可以发现,在分布式电源发生故障时,由于分布式电源的电流特性较为复杂,因此在对这些故障进行处理时都必须要与其它电路故障加以区分。
这是因为,其他故障电路的故障分析方法对于分布式电源的故障分析方法并不适用,因此要对这两者加以区分。
除了这些可以避免的人为因素之外,分布式电源的故障电流也会受到其他非人为因素因素的影响,由于电流的变化也会给故障带来一定的不确定性,这无疑更是为故障的处理带来了一定的困难。
含分布式电源的配电网故障定位与 故障恢复技术研究
含分布式电源的配电网故障定位与故障恢复技术研究随着分布式电源的不断发展和应用,配电网的安全运行和维护成为社会关注的热点问题。
传统的配电网故障定位和故障恢复技术面临着新的挑战,因此,含分布式电源的配电网故障定位与故障恢复技术研究变得日益重要。
一、含分布式电源的配电网故障定位技术研究含分布式电源的配电网故障定位技术主要包括故障检测、故障诊断和故障定位三个方面。
1.故障检测含分布式电源的配电网故障检测主要针对以下故障:(1)过电流故障:当系统中某条线路或设备受到过大的负荷时,容易出现过电流故障。
(2)短路故障:当系统中某条线路或设备存在接地故障时,容易出现短路故障。
(3)断路故障:当系统中某条线路或设备出现损坏时,容易出现断路故障。
(4)接地故障:当系统中某条线路或设备出现接地故障时,会给系统带来安全隐患。
2.故障诊断含分布式电源的配电网故障诊断主要是通过故障特征分析以及线路参数变化来诊断故障,主要采用的有模型匹配、支持向量机、模糊数学等方法。
3.故障定位含分布式电源的配电网故障定位主要包括两种方法:基于测量数据的故障定位和基于耗散电能的故障定位。
基于测量数据的故障定位方法主要是通过测量数据来计算出故障位置或距离,主要采用的方法有:反演法、概率法、快速傅里叶变换等。
基于耗散电能的故障定位方法主要是通过测量不同时刻的耗散电能变化来计算故障位置或距离,主要采用的方法有:小波变换、神经网络等。
二、含分布式电源的配电网故障恢复技术研究含分布式电源的配电网故障恢复技术主要包括自恢复技术和人工干预技术两种。
1.自恢复技术自恢复技术是由系统自行进行的一种故障恢复技术,主要包括:(1)分区自动切换技术:将故障分区进行切换,保证微电网的平稳运行。
(2)分布式多能源协调控制技术:利用现代智能电网技术,优化多种能源的协调控制,实现故障自动隔离,降低故障影响范围。
2.人工干预技术人工干预技术主要是由人工进行的一种故障恢复技术,主要包括:(1)故障巡检:现场巡视,定位故障点。
含分布式电源配电网故障定位研究
含分布式电源配电网故障定位研究含分布式电源配电网故障定位研究摘要:随着分布式电源的大规模应用和新能源的蓬勃发展,传统的集中式电源配电网面临着越来越大的压力。
分布式电源配电网具有良好的可靠性、灵活性和可扩展性,但是由于其复杂的结构和分布式特性,故障定位成为了一个难题。
本文在综合分析电网故障原因和故障分类的基础上,重点研究了含分布式电源配电网故障定位技术。
通过对故障识别、故障分类、故障定位的相关研究进行深入分析,提出了一种基于遗传算法和遗传规划的故障定位方法。
该方法通过结合遗传算法和遗传规划的优点,不仅可以充分挖掘故障定位信息,还可以提高故障定位的准确性和鲁棒性。
最后,通过实验仿真验证了该方法的有效性和可行性。
关键词:分布式电源;配电网;故障定位;遗传算法;遗传规划一、引言近年来,随着分布式电源的快速发展和不断普及,分布式电源配电网已经逐渐取代了传统的集中式电源配电网,成为了未来电网的主流形式之一。
分布式电源配电网具有很强的可靠性、灵活性和可扩展性,可以更好地适应不同负荷需求和供电环境。
然而,由于其复杂的结构和分布式特性,一旦出现故障,将会对电网的运行和供电带来严重影响,特别是对于用户的正常用电将会产生不利影响。
因此,故障定位成为了分布式电源配电网运行和管理的一个重要问题。
传统的故障定位方法主要采用断路器熔丝、绝缘测试等手段进行故障判别和定位,在一定程度上可以解决电网故障问题,但是这些方法的定位精度和鲁棒性都存在一定问题。
随着故障诊断技术的不断进步和发展,越来越多的研究者开始探索新的故障定位方法。
其中,以智能算法为代表的新型故障定位方法成为了研究的热点。
智能算法具有很强的适应性、鲁棒性和优化性能,在故障定位领域也有着广泛的应用。
本文主要采用遗传算法和遗传规划进行故障定位研究,旨在提高分布式电源配电网的故障定位精度和鲁棒性,为电网的可靠运行提供技术保障。
本文的结构安排如下:第二部分介绍了分布式电源配电网的基本概念和特点;第三部分对电网故障的原因和类型进行综述;第四部分介绍了遗传算法和遗传规划的原理和应用;第五部分详细阐述了基于遗传算法和遗传规划的故障定位方法;第六部分通过实验仿真验证了该方法的有效性和可行性;最后,第七部分总结了本文的工作,并对分布式电源配电网故障定位的研究进行了展望。
分布式电源接入下的配网故障定位研究
分布式电源接入下的配网故障定位研究摘要:微电网是一种将分布式电源、控制系统等各种设备装置整合在一起的新型供电系统。
微电网的出现有效降低了分布式电源接入配电网给电网系统带来的冲击性,而且还丰富了系统电源的供电形式,强化了电力系统运行的可靠性,即便在紧急情况下也可以为用户提供稳定的电力供应。
但是微电网的接入也给系统的继电保护带来一定的影响,为了最大程度消除影响配网运行的不利因素,加强对配电网的控制,展开相关研究具有十分重要的意义。
关键词:分布式电源;接入;配网;故障电流;影响引言随着全社会对电力能源需求的不断增加,传统化石能源的消耗量越来越大。
化石能源是不可再生能源,储量虽然庞大但是毕竟有限,现如今已经出现了资源枯竭的苗头。
分布式发电技术的出现对于电网的发展和经济进步起到了非常重要的作用,配电网供电的稳定性有了极大的提高,抵御自然灾害的能力也有了很大增长,大面积停电事故次数显著降低。
因为分布式发电系统采用的是邻近的电源,所以可以实现灵活供电方式,具有运行成本、线路损耗低、能源利用率高的优势。
本文在阐述分布式电源发展的基础上论述了分布式电源接入对配网故障电流的影响,为分布式电源未来的发展丰富理论基础。
1 分布式电源的发展全球范围内的能源危机和时不时地停电事故已经显示出集中发电式电力系统的严重不足,已经无法充分满足我国乃至世界各地对电力供应安全性和可靠性的实际需求。
分布式电源在这种严峻的形势下应运而生。
分布式电源指的是在用户附近就近发电,开发出来的电能就地利用,电压等级在10kV及以下的水平上,直接接入电网。
分布式电源可以充分利用太阳能、风能、地热能等可再生能源进行发电,不会对自然环境造成污染,供电的可靠性比较高,发电方式也较为灵活,投资成本也比较低,是未来电力行业发展以及建设智能电网的必经之路,所以成为国内外电力行业研究的重点项目。
分布式电源采用的能源不同,电源的输出形式也就有很大的差别,在实际使用中按照并网模式通常可以将分布式电源分为以下三种类型:1.1 直接并网分布式电源发出的工频交流电能够充分符合大电网对电能质量的要求,针对这种发电设备可以使用直接并网的方式直接接入到电网中来。
含分布式电源的配电网单相接地故障精确定位方法
配电3摘 要:分布式电源(distributed generation ,DG )大量接入配电网,改变了配电网的结构和单相接地故障时的特征,给配电网的故障定位带来了困难。
针对含DG 的中压配电网故障定位困难且现有的故障定位方法准确度低的问题,提出一种新的故障定位方法。
首先采集配电网故障前后电源节点处的零序电压、零序电流,根据含DG 的配电网零序阻抗模型,计算出故障区段特征值,选择特征值最小的两节点作为故障发生区段的首末节点,建立两节点的线路零序阻抗模型,利用牛顿-拉夫逊方法计算出故障位置。
算例表明,该方法具有较高的准确度和较强的鲁棒性,且不受过渡电阻和故障距离影响。
关键词:配电网;分布式电源;单相接地故障;故障定位;零序电压;零序电流;零序阻抗模型中图分类号:TM71 文献标志码:A DOI :10.19421/ki.1006-6357.2020.09.009含分布式电源的配电网单相接地故障精确定位方法李卫国1,刘柏岑1,卢广旗2(1.东北电力大学电气工程学院,吉林 吉林 132012;2.国网天水供电公司,甘肃 天水 741000)基金项目:国家自然科学基金项目(U1766204)。
Supported by National Natural Science Foundation of China (U1766204).0 引言随着我国大力发展新能源发电技术,分布式电源不断涌现,大量的分布式电源通过配电变压器接入配电网后改变了系统的潮流方向及故障电流分布,使传统的辐射式网络变为一种遍布电源与负荷互联的网络[1-4],同时也会使环网系统变得更加复杂,这给小电流系统故障定位带来了巨大的挑战。
目前,一些专家和学者分析了分布式电源对配电网单相接地故障的影响,提出了多种故障定位方法,但是大多数方法都集中在故障区间定位算法上。
文献[5]基于负序电流确定不对称故障方向,通过结合通信系统区别故障方向的方法,提出一个新的非对称故障线路搜索和定位的方法,该方法通常准确度不高,且受系统的拓扑结构变化影响大,鲁棒性差。
含分布式电源的配电网单相接地故障定位研究
含分布式电源的配电网单相接地故障定位研究发表时间:2020-11-12T08:34:45.195Z 来源:《福光技术》2020年19期作者:邵必胜赵纪威[导读] 本文针对含分布式电源的配电网故障选线及定位方法进行研究,以减少停电损失,并进行了如下工作。
国网西藏电力有限公司山南供电公司西藏山南 856000摘要:随着 DG(分布式电源)在配电网中渗透率的逐步提高,配网的功率流向、单相接地故障下的短路电流特性等问题也随之复杂。
DG 一定程度上改变了传统中低压配电网的拓扑结构及潮流分布,使单电源供电网络转化为双电源甚至多源网络。
因此,基于传统配电网的故障选线及定位方法无法适用于含DG 的配电网。
本文针对含分布式电源的配电网故障选线及定位方法进行研究,以减少停电损失,并进行了如下工作。
关键词:含分布式电源;配电网;单相接地;故障定位研究背景随着用户逐步提高的供电连续性及可靠性要求,国家能源局在已有基础上印发了《配电网建设行动改造计划(2015-2020)》,其中要求:至十三五末,我国中心城市的配电网供电可靠率不低于 99.99%,城镇、乡村和偏远地区的供电可靠率应分别达到 99.88% 和 99.72%,非城市核心区用户年均故障与停电时间缩短至一小时以内。
据国家电网公司95598 电力故障报修系统统计,配电网单相接地故障发生的概率占电力系统总故障数的 64%-76%。
配电网接近用户侧,若发生故障而不能被有效监测和排除,就可能造成整个系统失效、瘫痪及人员、生产的巨大损失。
近年来大量的分布式电源(DG,Distributed Generator)接入配电网,进一步加剧了配电网的不确定性,配电网故障选线和定位面临巨大的挑战,传统配电网电源辐射网络形态发生改变,其变化如图 1 所示。
分布式电源接入配电网后,对传统配电网中故障电流大小、流向、分布以及重合闸的动作等带来了很大影响,增大了配电网故障监测和排查阶段的隐患与风险,增加了运维、检修难度;另一方面并网和孤岛模式切换运行的逆变型 DG 接入配电网,导致配电网结构不再固定,使配电网在单电源与多电源结构间转化,而呈现时空变化特点,增加了配电网拓扑结构的复杂性,加剧了配电网故障定位和识别难度。
基于改进遗传算法的含分布式电源配电网故障定位
基于改进遗传算法的含分布式电源配电网故障定位王迪;吴鑫强;王振浩【摘要】通过改进遗传算法对含分布式电源的配电网故障定位进行分析,解决了由于大量分布式电源的接入导致的配电网故障的复杂问题.结合实际情况搭建合理的数学模型,解决单故障点和多故障点定位问题.将复杂的问题化简,提出配电网分区理论,将复杂的配电网结构简单化,提高了运算速度和运算效率.同时应用改进的遗传算法,对规划的各个分区进行单独的分析处理,提高了故障定位的效率,根据馈线终端反馈的电流信息,快速、准确的进行定位.通过算例分析故障定位和运算速度生成迭代与耗时曲线,验证了算法的准确性和有效性.【期刊名称】《东北电力大学学报》【年(卷),期】2016(036)001【总页数】7页(P1-7)【关键词】改进遗传算法;故障分区;配电网;分布式电源;故障定位【作者】王迪;吴鑫强;王振浩【作者单位】东北电力大学电气工程学院,吉林吉林132012;吉林省白山供电公司,吉林白山134300;东北电力大学电气工程学院,吉林吉林132012【正文语种】中文【中图分类】TM711目前,随着人们对电能质量需求的不断提高,配电网正面向快速、稳定、节能、环保的趋势发展。
新型能源式的电源接入配电网势在必行,为了更好的融入配电网,越来越多分布式电源(Distributed Generation,DG)新型环保型分布式电源(例如:太阳能、风能、水能、光伏等)接入到配电网中,使配电网的稳定性造成波动和影响,导致配电网变得越来越复杂。
由于天气等诸多的客观因素,会导致故障定位的电流信息产生偏差,经常会出现故障定位不准确或者无法定位的现象。
基于此背景,考虑如何探索和开发分布式电源接入到配电网来符合当前社会发展的需要已经成为当务之急。
所以,分布式电源接入智能配电网的故障定位问题显得势在必行[1-5]。
目前解决故障定位问题的方法和算法有很多种,但是这些算法都有一定局限性和需要完善的问题。
含分布式电源配电网多重故障定位的研究_王玉梅
对矩阵 D 的对角元素进行如下修改:
1 模式
-1 模式
(2)
0 模式
这样便可生成故障判别矩阵 P。
当故障同时发生在节点 2,3,6 之间、节点 4,5 之间、节点
7 的末端时,故障信息序列 F 为:F =[1 1 0 0 -1 -1 1 -1]
1.1 故障定位的统一判据
通过以上介绍,给出如下适用于配电网多电源网络多重 故障定位的统一判据:若故障判别矩阵 P 中有元素可满足下 列 2 个条件中的任何一个,则故障发生在由输入端节点 i、输 出端节点集合 J 或馈线末端确定的区段上: ①pii=1,若存在 pij≠0(j≠i),且有 pjj≠1。 ② pjj= -1,若 有 pij ≠0 (j ≠i),且 有 pii=0,若 仍 有 pim≠0 (m ≠i m≠j),且有 pmm≠1。其中,j,m∈J。
以图 1 中配电网为例,当故障发生在节点 4,5 之间时,由 于 f 6 畸变为 1,上传到控制中心的故障信息序列变为 F=[1 1 1 1 0 1 0 0],但是,有 2 个区段满足故障判据:①节点 6 满足 p66=1,p67=1,且 p77=0,还有 p68=1 且 p88≠1,则节点 6,7,8 之间 可能发生故障;②节点 4 满 p44=1,p45=1,且 p55≠1,则节点 4,5 之间可能发生故障。
3 结语
分布式电源(DR)接入配电网后,配电网由单电源辐射状 网络变成了分布电源供电的复杂网络,传统的故障区段定位 算法不再适用。本文给出了一种较简洁的基于矩阵算法的含 分布式电源配电网多重故障定位的方法。同时,针对故障信息 畸变的情况,给出了相应的解决对策。所提出的故障定位方法 原理简单、速度快等优点,有较强的推广实用价值。
1 [1 1 1 0 1 1 0 1]
含分布式电源配电网故障检测与定位研究综述
含分布式电源配电网故障检测与定位研究综述
吴璐子;缪希仁;庄胜斌;傅敏毅;赵丹
【期刊名称】《福州大学学报:自然科学版》
【年(卷),期】2022(50)6
【摘要】分布式电源并入配电网已成为新型电力系统重要特征,配电网结构由辐射状转变为多源多端网络架构,由此引起的短路故障特性将发生根本变化,对配电网故障快速保护尤其故障快速检测与定位提出更高的技术要求.在综述研究现状基础上,从时空角度分别分析含分布式电源配电网故障新特性,阐述传统配电网保护技术局限性,给出含分布式电源配电网保护检测与定位研究展望,指出故障快速检测与定位配合具有快速操动机构的断路器,能够实现故障区域的快速有效隔离,以保障含分布式电源配电网的安全运行.
【总页数】9页(P751-759)
【作者】吴璐子;缪希仁;庄胜斌;傅敏毅;赵丹
【作者单位】福州大学电气工程与自动化学院
【正文语种】中文
【中图分类】TM773
【相关文献】
1.含分布式电源的配电网故障定位与隔离方法综述
2.含分布式电源的配电网电能质量扰动源定位研究
3.智能算法在含分布式电源配电网故障定位中的应用综述
4.改
进QGA算法在含分布式电源的配电网中故障定位应用与研究5.含分布式电源的配电网故障定位方法研究
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漫谈含分布式电源的配网故障定位新方案
漫谈含分布式电源的配网故障定位新方案分布式电源(Distributed Generation,DG)是指利用可再生能源发电的新型独立小电源,其发电容量小(一般小于50MVA)、分散方式布置在用户附近、供电灵活、与环境兼容,因此DG作为一种新能源得到了广泛应用,成为国内外解决能源和环境问题的研究热点。
但是,DG的大量接入配电网改变了配电网原来单一电源、辐射型的结构,并使得系统的潮流重新分布,尤其当发生短路故障时,故障电流的大小和流向都会发生很大变化,这给配电网的继电保护带来了很大影响,难以用原有的方法进行故障定位,严重影响了配网的供电可靠性。
韶关电网水资源丰富,大量变电站都有小水电上网,约1500个小水电站通过10kV线路上网。
韶关电网的部分配网线路已安装了故障指示器,当有短路电流流过时故障指示器就能翻牌动作,通过检查故障指示器的动作情况来判断故障区间;而对于接入小水电等分布电源的线路,发生故障时因为首端、末端均有电源提供短路电流,所有故障指示器都动作,无法判断故障区间。
因此,针对这个问题本文提出一种基于配网自动化故障指示器的故障定位新方案,能够解决分布式电源对配网线路故障定位的影响,达到快速、准确地判断故障地点,从而达到提高供电可靠性和保障用户安全的供电目的。
1 常见的故障定位方法及其优缺点配电系统的网络错综复杂、分布广泛且负荷变化大、故障频率高,据统计,用户平均停电时间(扣除缺电因素)有90%是由配电网故障引起的,因此为了保证配网的安全可靠运行,必须对故障线路进行定位和隔离。
目前,配网的故障定位方法主要分为测距类和定位类。
1.1 测距类方法测距类的故障定位方法主要有阻抗法、行波法、S信号注入法。
阻抗法是指利用故障回路等值阻抗来故障定位,该方法简单,但结果容易受线路阻抗参数、电源参数和故障时的负荷电流影响,且当配电线路分支较多结构复杂时,该方法不能排除伪故障点。
而DG的接入使得配电线路更加复杂,且会对故障点产生注入电流,从而使故障定位更加困难。
配电网故障定位系统的研究
配电网故障定位系统的研究发布时间:2022-04-08T13:43:30.752Z 来源:《新型城镇化》2021年23期作者:冀海鱼1 郭殿峰2[导读] 我国配电网的发展相对国外起步较晚,发展相对滞后,而随着科技的高速发展,分布式电源以及新能源的多种负荷并网对配电网的稳定运行有了更高的要求,实时监控、准确定位及快速抢修等问题急需加强。
我国配电网目前还具有以下问题:1内蒙古电力(集团)有限责任公司乌兰察布电业局内蒙古乌兰察布 0120002内蒙古电力(集团)有限责任公司内蒙古超高压供电局内蒙古呼和浩特 010000摘要:造成配电网出现一系列问题的原因有:配电网中电气设备故障、配电线路老化、网络架构不合理、维护成本大且运维人员水平有限等。
配电网的特殊性决定了其在整个系统中占据主要地位,直接影响着电力系统供电的可靠性,因此对配电网在此方面的研究有其必要性。
我们需要从以下几个方面保障配电网供电的可靠性,借此保证良好的经济指标和技术水平,如加强电网安全运行管理方式、增强配电网故障定位及恢复能力、建立故障发生时合理的应急措施等。
关键词:配电网;故障定位系统;应用研究1配电网故障定位存在问题我国配电网的发展相对国外起步较晚,发展相对滞后,而随着科技的高速发展,分布式电源以及新能源的多种负荷并网对配电网的稳定运行有了更高的要求,实时监控、准确定位及快速抢修等问题急需加强。
我国配电网目前还具有以下问题:(1)在建设配电网过程中,架空线与电缆混合使用已成为发展趋势,在此情况下,故障行波的传播速度难以稳定,而传统定位方法主要依赖于稳定匀速的故障行波对配电网故障进行定位,故传统方法难以适用于架空线与电缆混合建设的配电网。
(2)与高压输电线路不同,配电网的拓扑结构复杂,且线路长度较短,所以对故障定位方法的选择更加严格,对故障定位的精度要求也更加高。
而我国配电网中多采用小电流接地系统,故不可完全采用高压输电线路的故障定位方法。
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上海电力学院成教院本/专科毕业设计(论文)题目:含分布式电源配电网的故障定位的研究专业:电气工程及其自动化年级:学生姓名:学号:指导教师:2014年9月含分布式电源配电网的故障定位的研究摘要:本文主要目的是针对分布式电源电网进行故障定位研究,解析故障电流特性和短路电流,基于故障电流信息及传统故障定位准则,分析含分布式电源配电网进行故障定位的可行性,进而有效解决含分布式电源配电网的故障定位问题,论文以潍坊地区作为重点研究对象,根据故障电流信息对架空配电网故障定位的改进提出了相对可行的对策建议,在重合闸和分布式电源脱网紧密配合的基础之上,使含分布式电源架空配电网故障定位问题得到了相应解决。
根据研究结果可知:就分布式电源接入母线这一情形来说,基于故障电流信息按照传统的故障定位规则进行故障定位是相对可行的;当分布式电源接入馈线容量的比例有所限制时,电缆配电网以及供电距离较短的架空配电网几乎都可以采用基于故障电流信息按照传统故障定位规则来进行故障正确定位,而供电距离长且容量高的架空配电网,则需要在原有的基础上进行一定的改进。
关键词:配电网布式电源短路电流故障定位目录引言 ..................................................... 错误!未定义书签。
1 1.分布式电源的故障电流特性................................. 错误!未定义书签。
11.1电机类分布式电源 (1)1.2变流器类分布式电源 (2)2.含分布式电源配电网的短路电流计算 (2)3.分布式电源对传统故障定位策略的影响及解决方案 (3)3.1分布式电源接入的相关限制 (3)3.2潍坊城区分布式电源接入上游母线的运用 (4)3.3分布式电源接入馈线的情形 (5)3.4架空配电网的改进故障定位策略 (10)3.5选择故障定位策略的一般原则 (11)4.潍坊城区实例分析 (122)结论 (14)参考文献 (155)谢辞 (166)引言在以配电网的高效和经济运行为目标的背景下,配电网故障定位被认定为配电自动化的主要功能,迄今为止,世界范围内的很多学者都对配电网故障定位问题进行了大量的分析和研究,并取得良好的成果,而针对分布式电源分散接入配电网时对配电自动化系统故障定位造成影响的文献却是非常少的。
江路以分布式电源对配电网馈线继电保护配合的影响做为研究的主题。
方敏研究了多种发电机和两种电流控制型逆变器类分布式电源通过配电网而产生短路电流分析等问题。
根据以上研究结果,发生故障的情况下,分布式电源提供的短路电流将对配电网继电保护配合产生相应的影响,同时部分分布式电源的故障电流特性十分不稳定,很容易受到外界条件干扰,因此处理配电网故障是难上加难。
论文以潍坊地区作为重点研究对象,该地区电网覆盖面积超过15800平方公里,2009年初,潍坊电网拥有35千伏以上(含35千伏)的变电站超过70座,变电容量超916万千伏安,输电线路超过2千公里,所以关于潍坊地区故障定位的研究十分具有现实意义。
论文的目的在于分析潍坊地区分布式电源对配电自动化系故障定位的影响,总结并提出含分布式电源配电网故障定位的有效解决策略。
1.分布式电源的故障电流特性分布式电源主要有水力、风力、光伏、太阳能以及生物质能等多种能源发电及燃料电池等。
因为分布式电源跟配电网的接口方式存在一定的差异,又可以将分布式电源分为变流器类电源和电机类电源两大部分。
此章节主要讨论对象是分布式电源的最大短路电流。
1.1电机类分布式电源电机类分布式电源是指通过同步或异步发电机直接跟配电网连接的分布式电源。
通常来说,热电联产发电与小型水力发电等类似,都是采取同步发电机来进行并网。
以潍坊为例,潍坊万潍热电有限公司于成立,公司原称潍坊热电厂,是潍坊市第一个热电联产项目,公司现拥有8台锅炉,配备1台12MW抽凝式和1台6MW背压式汽轮发电机组,对外总供热能力达到310吨/小时。
除此之外,潍坊还有潍坊盛世热电、潍坊华潍热电等热电联产发电企业,而且潍坊目前正在规划与建设的类似企业也有一些。
在《含分布式电源配电网保护方案》与《分布式电源对配电网相间短路保护的影响》的相关论述中有提到,在这个并网点出现短路障碍的情况下,由发电机传输的短路电流大约是额定电流的7倍左右。
国外著名学者MORRENJ说过,一个并网点在出现短路问题的时候,鼠笼异步感应式发电机供应的起始短路电流通常是额定电流的5-7倍左右,接着在经历3个到10个之间的周期之后会逐渐减弱,直至为零。
依据学者张哲与尹项观点,当并网点遇上短路问题的时候,双馈异步感应发电机的起始短路电流大约在额定电流8到10倍之间,在这之后便不断下降。
双馈异步式感应发电机的转子功率控制器在短路的时间内依旧有效,这样一来发电机便持续的供应所需的短路电流,就其值将限制来说是比负荷电流要高的。
然而在短路期间,Crowbar电路能稳定的把转子绕组短接,那么双馈异步感应发电机的短路电流特性与鼠笼异步感应发电机便存在很大的相似性,这个时候稳态短路电流便接近于零。
1.2变流器类分布式电源通常而言,燃料电池、能源发电及储备能量的装置主要由经变流器来并网连接。
变流器的控制与保护策略对电源的限流性质具有很大影响,在工作中一般以VSC为主,分布式电源传递给主线的直流电在经过VSC转变之后成了与电网电压一样的流动电,接着被电抗器输入电力网络。
VSC控制电流分为直接和间接两种类型,两种类型之间具有明显差异。
直接电流控制主要是对瞬时值进行监控。
并网点出现短路,由分布式电源控制并保持在允许的范围内。
针对间接电流控制,因为过程相对来说比较复杂,当出现短路问题时,电路参数便决定了次暂态短路的电流,影响其大小,通常情况下稳态短路的电流也同样受到一定范围的限制。
潍坊市在14年全市分布式光伏项目指标下达计划中,总建设规模为70.604兆瓦。
包括诸多项目如:潍坊恒利光伏电力有限公司潍坊卓达分布式光伏发电工程、山东鲁丽光伏科技有限公司分布式光伏发电一期项目、潍坊百货集团股份有限公司佳乐家物流园太阳能光伏建筑一体化项目、潍坊弘利光伏电力有限公司潍坊潍柴动力分布式光伏发电工程等。
2.含分布式电源配电网的短路电流计算含分布式电源配电网的短路电流计算的分布领域较广,主要有配电网结构、分布式电源接入位置以及所有元件的等值模型几大部分。
出现短路的时间段内,短路电流呈动态发生变化,想要借助单个模型来反映短路全电流的变化过程难度十分大。
一般来说,这种含分布式电源配电网的短路电流计算有以下几大步骤:一是拥有具有分布式电源同等效果的电路,使得电压源能够与电机类、间接电流控制类等分布式电源起到相同的效果;其次要以元器件在线路中的关系为根据把分布式电源的等效模型与配电网的等效电源链接在一起,构成短路分析模型;再者要重视电路连接关系的作用,获取电源点产生的短路电流,也就是说要尽可能的发挥出短路电流的实际作用;最后要将全部电源的各个电流进行叠加计算,得出整个短路电流得总数值。
这几种短路电流与传统的非周期分量计算法并没有任何关联,即使这两个故障电流里都加入了傅里叶算法,却因为不能避免互感器与采样的误差而不得不受到非周期分量的影响,所以,在设定定值的时候应当谨慎使用乘系数的计算方式。
3 分布式电源对传统故障定位策略的影响及解决方案分布式电源在连接网络的时候会影响其短路电流的水平以及方向。
究其原因,一是分布式电源容量不足,电源容量小也就意味着短路电流也相对较小,再加上自然因素对电流的干扰,要想做好继电保护配合就难上加难。
二是分布式电源所供应的电流相对偏小,这就意味着它在电网配置的自动化系统里并没有多大的影响力,可见,从传统意义上的故障定位出发以及对其进行改进从而来达到故障准确定位的目的还是存有很大可行性的。
以潍坊市电网特点来说,潍坊市发电以传统火电为主,火电企业通常为大型企业,装机组较大。
而分布式电源节点不多,也就是分布式电源容量不足,造成了短路电流相对较小。
3.1分布式电源接入的相关限制为了使配电网络不过多的受制于分布式电源,将分布式电源的接入做了如下限制。
1)以《分布式电源接入电网技术规定》为准,分布式电源的容量应当比上一级变压器供应的负荷低出1/4。
2)以1EEE出台的分布式电网为准,刚性系数)SR(就是一个公共连接点(PCC)是电网短路容量与分布式短路容量的比值,同时规定SR必须超过20。
SR指的是分布式电源对PCC处短路电流的影响力度。
对于潍坊来说,将要建设众多光伏分布式电源接入,对于此做出了明确的规定,风力发电和太阳能光伏发电并网接入35kV及以下电网还应参照《国家电网公司风电场接入电网技术规定》和《国家电网公司光伏电站接入电网技术规定》执行。
3.2潍坊城区分布式电源接入上游母线的运用分布式电源在连接上游的情况下,不管数量多与少,只要SR符合Std1547.2标准,就能按照传统的故障定位规则来进行定位。
在一般情况下,配电终端显现的故障信息上报阈值的设定是以主电源的短路电流为基准的,当短路电流超出阈值的范围时便会对出现故障的电流信息进行上报,反之则不上报。
潍坊城区的分布式电源,见下图示1,设定有S1,S2,A,E,F多个开关的电流阈值,分布式电源开关C和出口开关G、R的设定也应当以短路电流为参照。
图1分布式电源接入母线的情形在分布式电源发生故障的情况下,开关C和G、R都会上报信息,所以,按照传统定位规则能够确定这类故障。
这里的C和G一样,在出现故障的情况下,由C来上报主要信息,开关G只经过分布式电源产生的短路电流。
由此可见,传统故障的定位法则对找出馈线问题发挥着很大的作用。
而对于另一支路而言,没有分布式电源开关上报信息,只有开关R经过分布式电源产生的短路电流。
通常开关E以下的区域更容易在母线附加的馈线上发生故障,S2,E与F上报的多为故障电流信息,因此,在E以下的区域能够使用传统法则明确定位。
相对来说,由几个不同的分布式电源接入电源母线的情形更容易得到满足,这是因为非故障分布式电源的支路与主电源的电流是相互叠加的。
出现深受自然因素影响的分布式电源输出电力明显不足的情形时,因分布式电源输出的电流不足以开启电流保护只能运用反孤岛保护动作将分布式电源从主电源网断开。
3.3 分布式电源接入馈线的情形当分布式电源接入馈线的某个区域出现问题时,主电源产生的短路电流会流经故障区域的主电源侧端点,同时相对应的分布式电源所产生的短路电流也会流经分布式电源连接的端点。
假若它们之间所供应的电流存在很大差距,并达到一般故障电流的上报数值,在这个时候只有主线供应的电流高于预先设定的阈值时才上报,反之则不上报。
然而,在主线电源供应的短路电流和分布式电流差距很小时,那么就很难通过上报阈值来达到以上目的。