微电网的继电保护技术

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基于微电网的配电网继电保护策略思考

基于微电网的配电网继电保护策略思考

基于微电网的配电网继电保护策略思考摘要:微电网能实现大规模新能源分布式发电友好并网,是发展新能源发电技术的有效手段。

本文对微电网进行简要介绍,提出基于微电网的配电网继电保护策略。

关键词:微电网;继电保护;智能电网技术1绪言微电网是发展新能源发电技术的必然结果,也是发展智能电网的必经阶段。

随着微电网渗透率的逐步增大,大规模的微电网的并网运行将改变配电网的潮流分布,甚至使配电网部分馈线潮流反向,导致配电网继电保护灵敏度降低甚至误动,继而对配电网的安全稳定运行造成威胁。

所以,必须研究微电网与配电网之间的相互影响,制定有效的继电保护配合措施,实现微电网好友并网与配电网的安全稳定运行。

2 微电网概述微电网是由一系列分布式发电和就地的群聚负荷组成的一个简单电力系统,并为当地用户提供电力需求的小型电网。

微电网有两种运行模式,即微电网联网运行模式与孤网运行模式。

联网运行模式下,相对电力公司来说,微电网扮演着一个“合法公民”的角色,可视为公共电网的一个负荷或电源,提高电力系统供电的可靠性,热电联产(CHP)的微电网还可以提供热能需求;孤网运行模式下,微电网可以为对电力质量有特别需求的用户提供高质量的电力资源。

也可以作为外部公共电网故障的黑启动电源。

3基于微电网的配电网继电保护策略3.1 单个微电网并网的配电网继电保护配置微电网的并网地点选择分为两个步骤:首先是微电网并网电压等级的选则,其次是具体并网地点的选取。

微电网系统并网电压等级可分为三种:高压 110kV、66kV、35kV 配电网,中压 10kV 配电网和低压 380V 配电网。

不同电压等级的配电网容量大小不同,高电压等级的配电网容量大,可以接纳较大容量的微电网并网运行,如日本的微电网规模较大可达几十兆瓦,可以考虑并入高压配电网。

反之,电压等级低的配电网接纳微电网的能力较差,如美国微电网容量一般较小,可以考虑并入中低压配电网。

在确定并网电压等级之后,具体并网地点的选取还有待考究。

微电网中的继电保护详解

微电网中的继电保护详解

U r I f 0Z 23 I f 0 I dg Z3a
Z23为母线2和母线3之间的线路阻抗;Z3a为母线3到故障点a之间的阻抗。
因此继电器R测量得到的阻抗为
Zr
Ur If0
Z23 Z3a
I dg If0
Z3a
➢ 继电器R测量得到的阻抗大于实际的故障点的阻抗,其后果是
继电器可能在另一距离区起动更高一级的时间响应。
➢ 电力系统的故障可能在很短的时间内即可清除,因此配电网 中通常安装了自动重合闸装置。
➢ 当微电网处于孤岛状态运行时,短时间内将微电网自动重新 连接到大电网可能出现下述两个问题:
✓ 由于分布式电源继续对故障电弧提供电能,故障不能清除, 因此可能导致重合闸失败;
✓ 孤岛运行的微电网的频率将随着电源和负载间有功功率不平 衡而发生变化,自动重合闸可能导致大电网和微电网异步运 行。
作为过电流保护。
✓ 由于三相系统中的熔断器各相可能不能同时动作,将出现变
压器短时间内处于两相工作状态。 ✓ 电缆的等值电容与变压器电抗串联,可能满足谐振条件,引
起瞬时过电压和过电流。
➢ 微电网中分布式电源多处接地可能使得故障发生时形成不同
路径的电流通路。
✓ 如果分布式电源通过Dyn接线的变压器接地,当线路发生接
2023年12月17日星期日
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§5-2 微电网保护方案分析
✓ 若微电网中仅仅只有一个分布式电源,则所采用的保护方案 基本上与传统的辐射型配电网的保护方案相同。
✓ 具有多个分布式电源的更复杂的微电网则需要非常复杂的保 护方法。保护方法的复杂程度和费用取决于微电网的需要。
➢ 当微电网中的用户具有适当容量的分布式电源,能够满足他 们自己所需电能的需要,则保护方案将比较简单。

微电网继电保护的研究与应用

微电网继电保护的研究与应用

微电网继电保护的研究与应用摘要:微电网也被称之为微网,指的是由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组合而成的小型发配电系统。

而继电保护则是在供电过程中对电力系统可能出现故障情况进行检测、报警或者将故障的那部分电路进行隔离的一项电力安全系统。

随着时代的不断进步,我们对于电的需求越来越大,为了保证日常供电过程中的稳定度和安全程度,更好地服务于社会大众,我们都采用微电网继电保护装置,以此来保证供电过程的顺利和安全。

关键词:微电网;继电保护;应用分析微电网又被称为微网,主要组成部分为新型能源和就近负载。

随着微网系统在我国的发展,在提高能源利用率、降低长距离传输电力的耗损、减少投资、提高供电质量等方面作出了积极的贡献。

在微网运行过程中,需要安装相应的继电保护装置。

继电保护在微网中的作用主要是切除故障部分,避免大规模的停电事故发生,从而实现微网的安全、稳定运行。

1微电网现今我们所说的微电网研究主要是依托于传统配电网的基础上研究的,我们在微电网与配电网直接连接一个公共点。

与传统的配电网相比,微电网的优点是容量小,可以在电子器件受限制的条件下,在微电网内部短路情况下能够供恒定的故障电流,其次,微电网的灵敏度也是高于传统的配电网,并且,微电网其自身具有的环保性也是符合近几年来国家所提倡的“绿色行动的”。

在现今,我们处于社会飞速发展的阶段,社会用电量急剧增加,供电系统在复杂的社会环境和人民日益增长的需求中进行超负荷的供应,很多隐藏问题激增,而微电网的出现,一定程度上缓解了人民大众与供电方面的矛盾,是社会发展,科技进步的产物,也是解决社会矛盾的一种有效措施。

微电网的主要特点:独特性:是一个单独的,小型供电系统,其独具有灵活性和可调节性。

可控性:可选择方式进行运行,供电过程中的安全可得到有力的保障。

交互性:与主网相互支持多样性,有不同的微电源组成。

独立性:可单独运行,一定条件下能够保证本地居民的用电需求。

微电网继电保护的研究与应用

微电网继电保护的研究与应用

微电网继电保护的研究与应用微电网的继电保护是确保微电网安全可靠运行的重要组成部分。

继电保护主要包括电流保护、电压保护、频率保护、过电流保护等。

对于微电网而言,独特的拓扑结构和运行特性决定了其继电保护配置与传统电力系统存在一定差异。

微电网通常由多个小型的发电单元组成,例如太阳能电池、风力发电机、储能设备等。

继电保护需要考虑这些发电单元之间的协调和互动。

在电流保护方面,需要确保各个发电单元之间的电流分配均匀,避免出现过载或过流等问题。

在电压保护方面,需要确保微电网内的电压稳定,并及时发现和处理电压异常情况。

微电网具有灵活性和可扩展性的特点,可以根据实际需求进行运行模式的切换。

继电保护需要能够适应不同工作模式下的需求变化。

在频率保护方面,需要根据实际情况设置合理的频率保护方案,确保微电网的频率稳定。

在过电流保护方面,需要根据不同工作模式下的负荷变化和功率分配情况,合理设置过电流保护装置,及时切除故障电路。

由于微电网与传统大型电力系统存在连接与自治的特点,继电保护还需要考虑微电网与大型电力系统之间的协调与配合。

在微电网与大型电力系统切换时,需要确保两者之间的电流和电压等参数平稳过渡,避免产生电气冲击和故障。

微电网继电保护的研究与应用目前还处于初级阶段,存在一些挑战与难题。

微电网的可靠性和稳定性对继电保护的要求更高,需要加强对微电网内部元件的状态监测和故障诊断。

微电网的继电保护还需要与智能电网、新能源技术等领域进行深度融合,提高继电保护的智能化水平。

微电网继电保护是确保微电网安全运行的重要组成部分。

未来,随着微电网技术的不断发展与完善,微电网继电保护将会越来越具有挑战性和前瞻性,为微电网的安全可靠运行做出更大的贡献。

微电网继电保护的研究与应用

微电网继电保护的研究与应用

微电网继电保护的研究与应用微电网继电保护是微电网运行中的一个重要问题。

继电保护是为了保护电力系统中的设备免受电力故障的损害,保证系统的可靠运行。

微电网的继电保护与传统继电保护有所不同,主要体现在以下几个方面:微电网具有较高的电压等级。

传统继电保护一般针对的是高压电力系统,而微电网中的电压等级通常较低,这对继电保护的设计和应用带来了新的挑战。

由于电压等级较低,电流较大,对继电保护的动作速度要求更高,需要采用更快的保护装置。

微电网具有复杂的拓扑结构。

传统的电力系统一般是辐射状或环状结构,而微电网中的电源、负荷、储能装置等可以任意组合,形成多变的拓扑结构,使得微电网继电保护的设计更为复杂。

在设计继电保护时,需要考虑各种故障情况以及复杂的系统拓扑结构,以保证保护装置能够准确地判断故障位置,并及时采取相应的措施。

微电网的运行具有较高的灵活性。

传统电力系统的运行模式相对固定,而微电网可以根据实际需求进行灵活调整,如随时切换供电模式、调整电源和负荷之间的关系等。

这就要求继电保护装置能够对不同的运行模式进行适应,并能够快速切换。

微电网继电保护是微电网运行中的一个重要问题,需要克服传统继电保护所面临的一些困难,并针对微电网的特点进行针对性的设计。

在实际应用中,可以采用智能化的继电保护装置,通过传感器和通信技术实现信息的采集和传递,提高继电保护的精度和速度。

还可以利用人工智能等先进技术对微电网的继电保护进行优化和改进,提高系统的可靠性和安全性。

微电网继电保护的研究和应用是当前微电网发展中的一个重要课题。

只有充分解决继电保护问题,才能确保微电网的正常运行,推动微电网的进一步发展和应用。

微电网继电保护的研究与应用

微电网继电保护的研究与应用

微电网继电保护的研究与应用
为了解决微电网继电保护的问题,需要进行相关的研究和应用。

需要对微电网的特点
和运行方式进行深入理解和分析,包括微电网的拓扑结构、电源接入方式、负荷特性等。

需要研究微电网中各种设备的电气特性和运行特点,包括分布式发电机组、储能装置和负
荷等。

这些研究可以为微电网继电保护的设计和应用提供依据和参考。

在微电网的继电保护设计中,需要考虑以下几个方面。

需要确定微电网中的关键设备
和重要节点,对其进行保护。

需要选择适合微电网的继电保护设备和装置,包括保护继电器、电流互感器和电压互感器等。

还需要考虑微电网的选择性保护问题,即在发生故障时,只切除故障部分,保护系统的正常运行。

还需要考虑微电网的稳定性和可靠性等方面的问题。

在微电网继电保护的应用方面,可以将研究成果应用于实际的微电网系统中,对其进
行试点和应用。

通过对实际微电网系统的监测和分析,可以验证继电保护的准确性和可靠性,并进一步优化继电保护的策略和方法。

微电网继电保护的研究与应用是一个重要的课题,对于微电网的安全运行和发展具有
重要意义。

通过深入研究微电网的特点和运行方式,设计合理的继电保护方案,并将其应
用于实际微电网系统中,可以提高微电网的稳定性和可靠性,为推动微电网技术的发展做
出贡献。

微电网继电保护的研究与应用

微电网继电保护的研究与应用

微电网继电保护的研究与应用一、微电网继电保护的挑战1.复杂的运行模式微电网由于涉及多种能源源、储能设备和负荷,其运行模式较为复杂。

在微电网中,可能存在光伏发电、风力发电、蓄电池储能等多种能源,并且负荷需求也较为多样化。

为了更好地实现对微电网的继电保护,需要深入研究微电网的运行模式,从而制定合理的继电保护策略。

2.多能源接入微电网的特点之一是多能源接入,因此在继电保护中需要考虑多种能源的互联和互动关系。

不同能源源的接入会对微网的电压、频率等参数产生影响,给继电保护带来一定的挑战。

3.传统保护技术不适用传统的电力系统继电保护技术主要针对大型电网系统设计,而对于微电网来说,这些传统的保护技术可能并不适用。

需要针对微电网的特点和需求,研发新的继电保护技术。

1.基于智能化技术的继电保护针对微电网的特点和复杂性,可以借助智能化技术进行继电保护。

智能化继电保护系统可以实现对微电网系统的实时监测和分析,根据系统运行状态进行智能调整,并具备自愈能力,进而提高微电网的可靠性和稳定性。

2.综合保护综合保护是指将微电网中各种保护功能集成为统一的综合保护系统,实现对微电网各种设备和环节的全面保护。

综合保护系统不仅可以提高微电网的安全性和可靠性,还可以减少继电保护设备的数量,节约成本。

3.多Agent协同保护多Agent协同保护是指利用Agent技术对微电网进行协同保护。

通过将微电网的各个部分连接为Agent,并赋予其一定的智能化和协作能力,实现对微电网全局的协同保护。

4.基于数据驱动的继电保护利用大数据和人工智能等技术,对微电网系统进行数据分析和学习,根据系统运行数据推测可能发生的故障和异常情况,并实现对微电网的主动保护。

5.快速断路器针对微电网中可能出现的瞬态故障,可以采用快速断路器技术进行继电保护。

快速断路器的使用可以快速隔离故障,保护微电网系统的安全运行。

1.美国夏威夷微电网项目美国夏威夷的一个微电网项目中,采用了智能化技术实现微电网的继电保护。

探究微电网继电保护方法

探究微电网继电保护方法

探究微电网继电保护方法【摘要】随着我国社会主义市场的进一步发展,使得分布型发电得到了迅速发展。

此外,传统电网存在停电范围大、跟踪负荷灵活性不高、能源资源危机等不足之处。

因此研究解决分布型发电的并网技术有着重要的意义,特别是微电网继网保护方法,成了我国电力企业电力系统中的重点研究对象。

笔者从概述微电网的相关内容入手,探讨微电网继电保护的实际研究情况,探讨微电网继电保护的相关方法,为我国分布型发电并网技术的改进提供参考资料。

【关键词】微电网;相关内容;单元级保护;系统级保护;继电保护;方法0.引言社会经济的进一步发展,用户对电网供电的可靠性能有了更高层次的要求,使得传统的集中型发电的缺点不断显露出来,在控制成本的范围内不能满足敏感性电力的负荷要求。

而科学技术的进一步发展使得分布型发电取得了新的发展。

电力企业结合微电网短路故障的电流较小、灵活性控制等优势,研究出了微电网继电的有效保护方法。

本文通过分析微电网继电保护研究的现状,探讨微电网的继电保护方式,从而提高我国分布型发电的技术,保障微电网运行的安全性和稳定性。

1.微电网的相关内容1.1微电网的定义微电网作为范围较小型分散的独立发电系统,利用先进的电力技术,把风电、光伏型发电和燃气轮机、蓄能设施以及燃料电池等并在一起,并直接连接用户端。

对于大型电网而言,微电网属于电网系统中可以管理、控制的部分,其能在几秒钟内运作用来满足电网外部的输配电网络实际需求。

对于电力用户而言,微点网能够满足其特定的供电需求,例如:提高本地的可靠性能、减少馈线的消耗量、保证本地电力压力的稳定性能,采用余热方式实现电力能量利用率的提高,保障不间断的提供电源。

大型电网和微电网利用PPC实现能量的转换,双方相互备用,进而实现了电网供电稳定性和可靠性的提高。

1.2微电网的特征微电网技术是将先进的电力电子信息技术、可再生资源和能源的发电技术、发布型发电、蓄能技术四者的有机结合。

因此微电网具备传统电网无法比拟的优势。

微电网继电保护系统的研究

微电网继电保护系统的研究

微电网继电保护系统的研究摘要:微电网就是把分布式电源同负荷联系在一起构成一个小型电网,并以整体的形式接入配电网中。

但随着微电网并入配电网使原来电网的拓扑结构发生了变化,进而造成整个电网系统的电流大小和方向以及潮流分布均发生了改变。

同时,大多数分布式电源通过电力电子元件接入微电网中,致使短路电流不足额定电流的两倍。

因此,传统的继电保护不再适用于微电网。

所以,对微电网继电保护的研究是非常有价值的。

关键词:微电网;继电保护;控制系统1.微电网研究的意义微电网的提出解决了多个分布式电源和大电网之间的两大矛盾:其一,多个微型电源并入大电网时,如何满足系统稳定性要求;其二,多个微型电源孤岛运行时,怎样给负荷提供可靠的电能。

针对上述两个矛盾,微电网研究的意义可概括为以下几点:(1)使电力系统安全可靠地给用户供电,保证了供电质量。

提升了电网整体的抗灾害的能力。

目前,我国电力行业已经进入了大电网、高电压、远距离,大容量输发电时期,电网络结构十分复杂。

由于大面积大范围的区域互联,可能造成系统低频振荡或不稳定。

但是在微电网同大电网形成互联之后,可以无需配电站,并且避免了输配电成本,保证了电能质量;微电网规模小是可以建在偏远山区的有力条件。

这样一来它就能给用户持续提供电能,增强了其抗灾能力。

(2)减少了电网建设,降低了线路损耗,使全网电能传输质量提高,促进经济可持续发展。

传统的供电方式主要是大型集中式发电厂供电。

并且需要经过远距离、多次变压输送给用户。

因此微电网采用就地给用户提供电能的形式,减少了对大电网的依赖,无需多级变压,从而实现了经济节能发展。

(3)微电网结构灵活多变,提供电能效率极高。

对于扶贫、建设社会主义新型农业化道路具有深远影响。

我国的一个显著特点就是东西部地区发展不平衡。

东部比较发达,但是西部大多数人口还居住在村落之中,集中式发电无法满足其供电需求,由于微电网可以直接建立在用户当地,这就很好的解决了我国边远地区面临的难题。

关于微电网继电保护的应用分析

关于微电网继电保护的应用分析

关于微电网继电保护的应用分析摘要:微电网是在科技发展背景下的一种新型的电力供给方式,主要优点是便于新能源接入,在“碳达峰、碳中和”的背景下,以新能源为代表的分布式电源蓬勃发展,微电网技术的发展与应用也受到了广泛的关注。

但与传统电网相比较而言,微电网具备独特的运行特性,传统电网的电流稳定、输出功率大、范围广阔,而当微电网与其他大功率电网一同运行时,就会变成多方向的网络,如处置不当将带来一定安全隐患,需要继电保护对微电网实行控制。

关键词:微电网;继电保护;研究;一、微电网继电保护面临的问题微电网技术是将清洁能源和可再生能源发电技术、能源管理系统和输配电基础设施高度集成的新型电网技术,通过整合区域内各类电源和储能装置,纳入同一网络统筹管理。

微电网内短路电流的大小和方向随着分布式电源的接入而改变,从而导致传统的配电网保护的配合关系受到影响,继而导致一系列的问题产生:(1)配电系统在故障发生时可不用直接退出分布式电源,只需切换为离网模式运行即可,这种模式可对负荷不间断供电。

所以并网、离网两种运行模式在微网中均会应用,并网和离网状态下存在较大的故障电流差;(2)同步发电机、异步发电机和逆变器是分布式电源的三种形式,三者具有不同的短路特性。

逆变器分布式电源故障电流与额定电流的比为1/2左右,首先是因为其安装了快速响应限流功能,且其余两种发电机的容量与大机组相比更是较少,其次暂态电势直接影响着短路电流,所以故障电流的大小与分布式电源的故障状态密切相关;(3)逆变器电源作为主电源的离网模式,因其具有较小的转动惯量,若切除故障不及时,将直接导致系统的电压和频率失稳,电源受自身的低压保护动作跳开,最后造成停电事故的发生。

分布式电源的自身保护动作时间应与电网保护分离,一旦微电网出现故障,微电网保护可先于上游电网后备保护动作,可对避免越级跳闸发生。

故障若发生在微电网之外,为了避免对分布式电源或负荷产生不必要的切除,微网内元件的所有保护应躲开模式切换动作时间;(4)若备自投装置应用于微电网母线中,需要特别注意:动作时间较模式切换时间短,确保备自投先区域模式切换动作,应合理考虑备自投检无压判据因分布式电源的作用失效。

微电网继电保护的研究与应用

微电网继电保护的研究与应用

微电网继电保护的研究与应用摘要:微电网继电保护的作用体现在电网的安全保护上,为了让电网在运行中的安全可靠,解决分布式电源出现的问题,微电网继电保护是重要的加强研究内容,尤其随和分布式能源技术的逐渐普及和发展,微电网发展的速度也逐渐加快,智能保护系统的出现,极大的促进了微电网继电保护的应用,为研究人员在研究过程中进一步提升继电保护方面的创新大仙一定的基础。

本文则根据当前微电网发展的现状,将其安全问题方面进行简要的分析,从而提出有效的继电保护应用措施,促进整体微电网行业的发展水平。

关键词:微电网;继电保护;电网系统微电网主要指的是微型电网,其主要包含的内容有分布式新能源和就近负载能源两部分,在实际应用中,不仅效率高,而且污染较好,微电网在应用的时候会将可再生资源充分利用,减少了长距离输电线损的危险,同时还能提升资源的利用效率,有效的降低的投资。

但是,在运行的过程中,微电网也需要通过继电保护手段,防止电网出现故障之后造成区域性的破坏,让电网在出现故障之后,能够及时的监测故障区域,并且将故障部分的电源近路开关切断,避免出现较大的意外事故,本文根据当前继电保护装置中的发展,对其应用进行详细的分析,从而促进微电网继电保护的发展。

一、当前微电网继电保护的现状我国微电网继电保护需要根据电流的分布进行研究,根据不同的电源接入,能够有效的决定微电网内的短路电流方向和电流的大小,但是这样的继电保护与传统过流保护的原理相违背,传统配电网保护难以形成较好的配合关系,所以会导致微电网继电保护产生了不同的问题。

(一)两种模式的电流差异较大在应用微电网之后,配电系统如果产生意外故障,就需要运行离网模式,这样,在保证电网运行状态正常的情况下,满足了人们供电的需求的同时,也能进行故障的维修检测,其故障检测的过程中,也不需要推出分布式电流[1],所以,在实际运行这一模式的过程中,会将离网和井网这两种模式因公在微电网中,是的两种不同模式状态的运行在同一微电网中,导致在实际运行中,两种不同模式的电流出现较大的差异,一定程度上影响了整个电网的运行。

微电网继电保护的研究与应用

微电网继电保护的研究与应用

微电网继电保护的研究与应用继电保护是微电网系统中必不可少的组成部分,它能够及时发现故障和异常情况,并采取相应的措施来保护系统的安全运行。

本文将对微电网继电保护的研究与应用进行探讨,包括继电保护的基本原理、常用保护方式及其适用范围、继电保护的研究热点和发展趋势等方面。

微电网继电保护的基本原理是基于电力系统的运行特点和故障情况来设计的。

常见的故障类型包括短路、过电流、欠电压、过电压等。

继电保护的基本原理就是根据这些故障信号来触发保护动作,以保护系统的设备不受损坏。

微电网继电保护常用的保护方式包括过电流保护、差动保护、方向保护等。

过电流保护是最常见的一种保护方式,它能够通过检测电流的变化来判断系统是否存在短路故障。

差动保护常用于变压器和发电机等设备,它通过比较系统输入和输出电流的差异来判断系统是否存在故障。

方向保护主要用于线路保护,它能够判断电流的流向,从而保护线路不受损坏。

继电保护的研究热点主要包括两个方面,一是新型保护技术的研究,二是保护设备的自适应和智能化。

新型保护技术包括高精度定时保护、多功能保护、电力电子装置保护等,这些技术能够提高继电保护的精度和可靠性。

保护设备的自适应和智能化主要是通过引入人工智能、模糊控制、遗传算法等先进技术来实现,这些技术能够使继电保护系统具有自动检测、自动判别和自动操作等功能。

微电网继电保护的应用范围主要包括分布式电源的并网保护、微网切换保护、微网稳定保护等。

分布式电源的并网保护主要是为了防止分布式电源对电网造成影响,可以通过检测电流、电压和频率等参数来触发保护动作。

微网切换保护主要是在微电网系统切换时保护系统的设备不受损坏,可以通过监测电流、电压等参数来实现。

微网稳定保护可以通过监测系统运行状态和故障情况来判断系统是否存在异常情况,从而采取相应的措施来保护系统的安全运行。

微电网继电保护的研究与应用是一个复杂的系统工程,它需要考虑到不同故障情况和保护要求,同时还需要考虑到保护设备的成本、可靠性和适应性等因素。

微电网继电保护技术研究

微电网继电保护技术研究

微电网继电保护技术研究翟笃庆1,2,吉小鹏1,2,金强1,2,吴家宏1,2(1. 南京四方亿能电力自动化有限公司,江苏南京,211111;2. 北京四方继保自动化股份有限公司,北京海淀区,100085)摘要:总结了微网保护面临的新问题和特殊需求,按照对保护原理的研究和对总体方案的改进两条研究路线介绍了微网保护的研究现状,讨论了不同方案的优缺点和应用前景,并提出了广域保护思想应用于微网保护的设想,指出了进一步研究需解决的问题。

关键词:微电网;分布式电源;继电保护0 引言微网是由分布式新能源发电和就近的负载组成的微型电网,能够高效、清洁地利用可再生资源,避免长距离输电的高投资、高线损,并且能提高电力系统可靠性、灵活性和供电质量,因而吸引了人们极大的研究兴趣和投入。

传统大电网的持续、稳定、可靠运行,离不开继电保护装置的支持。

一旦有故障发生,保护装置能够迅速、可靠地检测到故障分量和故障区域,就近跳开开关隔离故障,尽量减小停电范围。

微网要想稳定可靠地运行,离不开微网保护装置的支持。

微网保护设备必须具备两方面的功能:既能适应微网区别于传统配电网的新特点,又能使保护的快速性、选择性、可靠性等需求得到满足。

1 微网保护的特点分布式电源的接入,改变了微网内短路电流的大小和方向,使基于过流保护原理的传统配电网保护难以适用,各级保护的配合关系被打破,保护的动作行为和动作性能都将会受到较大的影响。

微网保护面临许多新问题,具体体现在以下方面[1-5]:1.1 微网运行方式的影响配电系统发生故障时,微网内的分布式电源不用直接退出,而是转入离网模式运行,形成对负荷的不间断供电,因此对于并网型的微网,存在并网、离网两种运行模式。

并网模式下故障电流由大电网和分布式电源一起提供,而离网模式下故障电流仅由微网内的分布式电源提供,两种模式下的故障电流差别很大。

1.2 分布式电源类型和工作状态的影响分布式电源按接入方式可分为同步发电机型、异步发电机型和逆变器型,不同类型的分布式电源具有不同的短路特性。

微电网继电保护的研究与应用

微电网继电保护的研究与应用

微电网继电保护的研究与应用随着社会的进步,时代的发展,电力电网建设已经成为当今时代的重要影响因素,在社会生产中具有非常重要的作用。

以下主要结合微电网继电保护的研究与应用情况进行分析,希望能够通过区域差动保护来减少配电线路中的影响,保护微电网机电保护安全工作。

对于分布式的电源和电网之间的交替,可以采取反向互动的方式进行实现。

标签:继电保护;微电网;研究;应用微電网就是指在多方向的发电中实现电力的存储转换,按照电能储蓄的方式来组成整体的发电设备。

如果微电网在投入使用后,出现某些电力保护故障,就会导致电力系统中的电网运行出现问题,电流导向发生改变,对电力系统的继电保护工作产生影响。

微电网在进行长期的电流导通时,必须通过长期的电网双向接入来进行改善,或者在常规配电网的引导下,利用相关技术来实现微电网的导通,而对于一般的微电网保护来讲,明显具有较大的差别。

通过常规的配电网来进行协调配电,实现继电保护。

1 微电网接入的影响1.1 对常规配电网保护的影响在进行微电网的接入时,要考虑到原有的配电网设计中微电网出现的影响。

如果通过对配电网设备来实现运行调试,那么就会对整体的操作产生一定的变化,或者按照微电网使用的变化,改变常规配电网接入来进行灵敏度的保护。

这对于常规配电网的接入来讲具有非常重要的影响,在实际的电网故障中可以按照规定进行运行调试。

如果电网出现接地的故障,那么就要从微电网接入情况的变化来进行判断,其中某些设备的灵敏度会发生变化,按照微电网设备灵敏度的保护,来检测电流的故障,实现灵敏度保护的处理。

1.2 对配电网继电保护影响在进行配电网的继电保护时,必须考虑到微电网接入的影响,在整体的运行调试下,通过改变单端电流系统的运行,来转变配电结构,给配电网继电保护带来变化。

或者在多电源配电接入的状态下,通过改变不同状态下电路的工作形式,来进行性能参数的调节,或者,为满足实际配电网运行保护的要求,改变以往的电源运行模式,对传统的配电保护运行模式进行改善,或者通过配合的继电保护,实现电路接入状态的运行。

微电网继电保护的研究与应用

微电网继电保护的研究与应用

微电网继电保护的研究与应用随着分布式电源、可再生能源等技术的快速发展,微电网逐渐成为城市、工业、农村等某些地区电网重建的重要选择,微电网具有较好的供电可靠性、经济性和环境友好性。

同时,由于微电网中分布式电源的接入、断开等操作,以及外部电网故障影响等因素的存在,微电网中的电力系统保护显得尤为重要。

微电网的保护系统主要包括电力系统的继电保护和操作保护。

其中,电力系统继电保护承担着识别故障、切断故障电源等重要任务,是保障微电网电力安全、保证供电可靠的关键环节。

当前,微电网继电保护面临的主要问题包括以下几个方面:首先是微电网中的电源变化,例如风光等可再生能源波动大、瞬时故障对电网影响大等,给微电网的继电保护带来了更大的挑战。

其次是微电网采用的电力系统构型多样,如以交、直流混合构型为主,而现有传统保护设备难以满足其保护要求。

此外,微电网与传统电网相比,绝缘配合更为复杂,因此选用微电网专用的保护设备,或对传统保护设备进行改进和优化,是微电网继电保护的重点。

现阶段,微电网继电保护的方法主要有传统的电力系统保护和智能化保护两种。

传统保护设备部署简单,适用范围广,但对于微电网的非标准电力系统构型以及系统动态响应等问题,传统保护设备的适用效果较差。

智能化保护则通过引入智能化算法,实现对微电网的保护,其优点是适应性好、保护响应速度快、故障诊断能力强等,表现出了对于微电网保护的很好的可扩展性和适应性。

在实际的应用中,微电网继电保护有着广泛的应用,主要包括:1.实现对微电网的保护。

基于传统继电保护的实现,传统保护适用于规模较小、电力系统构型单一的情况,重点在于过电压、短路等常见故障的快速处理,保证微电网系统的运行安全。

2.实现对微电网的监测。

基于传统继电保护的同时,增加对于微电网各种操作的状态监控,例如电池的充放电状态、微电网内部负载情况、分布式电源的发电功率等,实现对微电网的实时监控,对系统性能进行评估与调整。

3.实现微电网和外部电网的切换。

微电网继电保护的研究与应用

微电网继电保护的研究与应用

微电网继电保护的研究与应用随着能源需求的日益增长和能源环境的调整,微电网(Microgrid)已成为未来能源系统的一个重要方向。

与传统的电网相比,微电网具有高可靠性、高灵活性、高渗透性等优点。

然而,微电网不同于传统的电网,其电力系统复杂性很高,加之存在不可预测的自然灾害和人为意外,微电网必须具备可靠的继电保护系统,以保证电网的安全运行。

本文将介绍微电网继电保护的研究与应用现状。

目前,微电网的继电保护主要采用传统的保护模式,例如:潮流保护、过电压保护、过流保护、地震保护等等。

此外,还有一些新型的保护技术,例如电力电子装置的自适应保护和网络等效保护等。

二、微电网继电保护的技术现状1、传统继电保护潮流保护是微电网继电保护中的关键技术之一。

潮流保护的工作原理是对微电网中的变压器、开关、电容器等设备的潮流进行实时监测,判断电流是否超出额定值,如果超出了,继电器就会触发信号,从而保护微电网。

然而,潮流保护存在误判的可能性,尤其是在负载变化较大的情况下,误判的几率更大。

过电压保护在微电网的继电保护中也有重要作用。

过电压保护是通过监测微电网电压是否超出额定值来实现保护微电网的目的。

不仅如此,过电压保护还可以在微电网的瞬态过程中,对过电压进行检测和保护。

然而,过电压保护也存在一定的局限性:当发生故障时,保护装置响应速度可能会受到限制;并且,过电压保护对于系统发生过频、欠频等不平衡电压问题,其保护能力相对较弱。

电力电子装置的保护是新型的微电网继电保护之一,其主要目标是防止电力电子装置损坏,避免故障扩大。

电力电子装置保护通常包括过流保护、过温保护、过压保护、短路保护等多个方面,以保证电力电子装置的设施安全和工作稳定。

网络等效保护是一种新型的微电网继电保护技术,其原理是通过对电网状态的评估来判断故障导致的电流是否异常,在保证电网安全并最小化故障区域的前提下,实现对微电网的可靠性保护。

当前,微电网继电保护系统的应用主要体现在模拟仿真、实验原型和现场应用几个方面。

微电网继电保护模式探究

微电网继电保护模式探究

微电网继电保护模式探究摘要:随着能源转型和智能电网的迅速发展,微电网作为一种分布式能源系统,正逐渐成为电力系统领域的研究热点。

微电网的引入不仅为能源的可持续利用提供了新途径,也对电力系统的继电保护提出了新的挑战。

在这个背景下,微电网继电保护模式的研究变得尤为重要,以确保微电网的安全、稳定和可靠运行。

关键词:微电网;继电保护模式;探究引言:微电网作为小型能源系统的代表,具有分布式能源资源、独立运行能力和灵活性等特点,为能源供应和电力系统的稳定性提供了新的解决方案。

然而,微电网的并网带来了新的技术挑战,其中继电保护作为保障微电网稳定运行的重要环节之一,必须得到充分的关注和研究。

微电网继电保护模式的探究旨在研究如何根据微电网的特点和运行需求,设计适应性强、可靠性高的保护方案。

微电网的不同运行模式、能源组合和运行策略,都对继电保护模式提出了新的要求。

在探究微电网继电保护模式时,需要考虑到微电网内部的能源设备、负载之间的互联互通以及与主电网的连接,从而确保继电保护的准确性和适应性。

一、微电网并网对配电网继电保护的影响微电网的并网在配电网中引入了新的能源资源和运行模式,从而对配电网的继电保护产生了一系列影响。

这些影响主要体现在电流保护和重合闸方面,对配电网的继电保护策略和操作方式提出了新的挑战。

电流保护影响:微电网的并网使得电流在配电网中的流动方向和大小发生了变化,从而影响了原有的电流保护模式。

由于电流的改变,原始的电流保护模式可能被破坏,导致本线路或相邻线路的保护装置误动,失去了原本的选择性。

这可能会导致误动和误切现象的发生,从而影响了电力系统的可靠性和稳定性。

重合闸影响:在发生线路接地故障时,继电保护系统需要迅速切除故障线路,以保护设备和人员的安全。

然而,从故障发生到检测排除故障所需的时间可能相当长。

微电网的并网可能会影响到故障检测的速度,从而对重合闸造成前加速或后加速的影响。

在前加速情况下,重合闸可能在故障尚未排除之前就开始操作,可能引起电力系统的不稳定。

微电网继电保护技术方法研究分析

微电网继电保护技术方法研究分析

微电网继电保护技术方法研究分析发布时间:2023-02-01T05:08:51.497Z 来源:《中国科技信息》2022年9月18期作者:黄颖丽[导读] 随着社会经济飞速发展,国内分布式发电系统建设规模也逐渐扩大。

黄颖丽桂林信息科技学院广西桂林 541004摘要:随着社会经济飞速发展,国内分布式发电系统建设规模也逐渐扩大。

众所周知,传统电网不仅需要消耗大量能源和资源,而且故障后停电范围较大,无法充分满足社会各界用电需求。

对此,需要相关专家和学者加大力度研究分布式发电系统的继电保护方法,尤其要重视微电网继电保护技术的开发。

基于此,本文将对微电网进行概述,探索几种行之有效的微电网继电保护方法,并展望继电保护技术未来发展趋势,从而为电力系统稳定运行奠定良好基础。

关键词:微电网;继电保护;技术;方法引言:新形势下,无论居民生活用电还是社会生产用电,都对电网供电的稳定性提出更高要求。

这一背景下,传统集中发电模式存在的弊端日益凸显,分布式发电系统的优势越来越突出。

但结合实践来看,即便分布式发电系统能够有效减少能源和资源的不必要浪费,但也无法避免各种制约性问题的产生,例如:分布式发电装置在一定程度上加大了线路调压难度,导致继电保护选型困难。

这一背景下,电力企业为了保证分布式发电系统安全运行,根据微电网灵活控制等优势开发出了多种继电保护技术和方法,并在实践中取得了显著成效。

这也意味着对微电网继电保护技术进行深入研究,已经成为电力企业实现稳定发展目标的当务之急。

一、微电网概述微电网是一种独立型、分散性发电系统,该系统通过现代化科学技术,将蓄能设施、燃气轮机、新能源发电以及燃料电池整合到一起,通过连接客户端提高了电力供应的安全性和可靠性。

相对于大型电网来说,微电网集中控制能力更强,能够在短时间内完成输配电工作,可以充分满足电力用户的用电需求。

并且微电网可以减少馈线使用量,保证电压始终处于稳定状态,并且通过余热方式可以有效提高电力资源利用率,确保电网能够连续不断供电[1]。

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1 微电网
尽管分布式能源优点突出,但本身存在诸多问题,例如,dg使线路调压复杂化,使继电保护选型和配置困难等。

但是应该注意:分布式电源单机接入成本高、控制困难等。

分布式电源相对大电网来说是一个不可控源,因此电力系统往往采取限制、隔离的方式来处置分布式电源,以期减小其对大电网的冲击。

为协调大电网与分布式电源间的矛盾,充分挖掘分布式能源为电网和用户所带来的价值和效益,在本世纪初,学者们提出了微电网的概念。

在配电网发生故障或者电能质量问题情况下,可以通过主断路器切断微电网与配电网的联系。

通过微电网的定义和结构可知,微电网技术是新型分布式发电、电力电子技术和储能技术的有机结合。

具有以下几个特征:1)微电网不但提供dg并网的运行方式,而且还继承了单独dg所具有的所有优点。

2)由于微电网是一个独立的整体模块,因此不会对配电网产生不利影响,从而不需要对配电网的运行策略进行修改。

3)微电网中dg拥有“即插即用”的特点,dg能灵活的接入或者脱离微电网。

4)微电网中连接了多个dg和储能系统,增加了系统容量,将使系统惯性增大,减弱电压波动和电压闪变现象,提高了电能质量。

5)微电网在主电网发生故障时进入孤立运行模式,提高了供电可靠性。

dg以微电网的形式并网运行,是发挥dg供能的最有效方式。

目前,微电网的控制和保护技术是分布式电源广泛应用的技术难
题之一。

在微电网概念提出之前,系统发生故障时,分布式电源将主动脱离电网。

一般情况下不允许孤岛运行。

当分布式电源、负载和储能装置以微电网的方式接入主电网,主电网故障时,微电网由并网方式平滑切换到孤岛运行模式,提高了供电的可靠性和分布式电源的利用效率。

但是微电网的接入会给配电网的保护带来很大的影响,改变了故障时的电气量信息。

原有的保护方案和检测原理将不再满足要求。

2 微电网对配电网继电保护的影响
微电网系统有两种运行模式分别是与主电网并网运行模式和孤岛运行模式。

在并网时,微电网内的负荷根据用户的情况从微电网内部以及外部吸收能量。

当配电网中有故障,停电检修或者电能质量问题时,微电网需要从并网平滑过渡到独立运行状态。

微电网进入孤岛运行模式。

由于微电网在并网运行过程中对主电网继电保护的影响可以等效成一个分布式电源对它的影响。

所以本章分析微电网并入对主电网继电保护的影响分析用分布式电源来代替。

直流电源并网是太阳能电池、燃料电池、蓄电池和储能电容器等都是直流电源,由于它们的电压等级低,所以首先采用dc-dc中的boost电路将其升高至合适的电压等级,然后再逆变成稳定的交流电。

交流电源的并网是由于风力发电在风速低时发电机所发电能的电压过低且频率变化而不能并网,因此不可能采用将发电机与公共电网直接相连的方法进行联网,需要在风机和电网连接点处设计一
个电力电子转换装置。

将风机的电压,频率等调整到符合并网的范围之内,再与电网相连。

分布式电源对配电网保护只要是影响体现在很多方面。

配电网的特点是呈辐射性,并由单侧电源供电,配电网的继电保护是由此为基础设计的。

从主电网的角度看,微电网如同电网中的发电机或负荷,是一个模块化的整体单元。

当微电网作为负荷运行时,如同一般的用电设备。

当它作为发电机运行时,可把它看作为一个分布式电源,当它接入主电网后会使得配电网潮流双向流通,主电网的结构将发生改变。

当主电网中发生短路故障时,除了系统会提供故障电流外,微电网中的电源也将对故障点提供故障电流,这样便改变了电网节点的短路水平。

微电网中电源的容量等因素都将对配电网的正常运行造成影响。

3 微电网保护装置
为了获得微电网中的电气量数据,将微电网中的电流电压互感器输出信号引入到保护装置中,再通过装置中的传感器转换成弱电信号。

信号调理电路就是把电压、电流互感器采集的交流电压、电流信号变换处理,以便进行a/d转换。

信号调理电路由抗混叠模拟滤波器和幅值调节电路组成。

抗混叠模拟滤波器的作用就是滤掉高频信号成分,使输入到a/d转换器的信号频域为有限带宽信号,并且以很小的衰减使有效的频率信号通过而抑制这个频带以外的频率信号,从而防止信号的频谱发生混叠及高频干扰。

对于单端模拟输入信号连接,pci-1713提供32路单端模拟量输入通道,当测量一个单端信号时,只需一根导线将信号连接到输入端口,被测的输入电压以公共地为参考。

没有地端的信号源称为“浮动”信号源,在这种模式下,pci-1713为外部浮动信号源提供一个参考地。

测量单端模拟信号输入,标准连接方法。

而对于差分式模拟信号输入连接来说,pci-1713有32个模拟输入通道,可以设置成16对差分式输入通道。

差分输入需要两根线分别接到两个输入通道上,测量的是两个输入端的电压差。

如果信号源连有参考地,则为了避免pci-1713的地端和信号源的地端之间的共模干扰电压,可以将信号地连到低电压输入端,这样就可以消除其共模干扰电压。

在微电网发生故障的情况下,工控机需要将跳闸信号输出到相应的断路器跳闸装置,实现故障切除功能,并且要读取断路器的开关状态,为满足这一需要本文选用了研华公司的数字量输入输出卡pci-1762,利用数字量的输出发送跳闸信号,利用其数字量的输入巡查各断路器开关的状态,以便验证跳闸的成功与否。

研华
pci-1762卡是一款pci总线的隔离数字量继电器输出输入卡,板卡上有16个led继电器状态指示灯,用来显示输出的状态,输出高电平指示灯点亮,反之则熄灭。

16路数字量输入通道设有2500vdc 的隔离保护,数字量输入范围较宽,在10 v-50 v之间,同时还具有输出状态回读的功能。

在有噪声的工业环境下,研华pci-1762
是一个理想选择。

为了实现保护装置与上位机之间的信息交流,本文的选用研华公司生产的pci-1601通信板卡实现与pc机之间的串口通信。

研华pci-1601是一款与pci总线规格兼容的2端口rs-422/485pci通信卡。

pci-1601提供2个可选的隔离/浪涌保护rs-422/485端口,可满足用户的需求。

该通信卡提供了几种功能,如921.6kbps的高传输速率,可选的过压级隔离保护,windows工具软件等。

随着科技的进步,本世纪将会有越来越多的各种类型的分布式电源接入配电网中,微电网与大电网互为补充的运行方式会成为今后分布式电源供电的的主要方式。

微电网继电保护不受配网运行方式、短路故障类型和短路点的影响,能够快速正确地判断出故障位置,进而向相应的断路器发出跳闸命令,切除故障线路。

参考文献
[1]王成山,肖朝霞,王守相.微电网综合控制与分析[j].电力系统自动化,2008,32.
[2]黄胜利,张国伟,孔力.电力电子技术在微电网中的应用[j].电气应用2008,27.
[3]贺家李,宋丛矩.电力系统继电保护原理[m].中国电力出版社,2010.
[4]张建华,黄伟.微网运行控制与保护技术[m].中国电力出版
社,2010.。

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