论述含分布式电源配电网的故障定位
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。
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【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。
变流器分布式电源的限制电流特征主要是受变流器管控。
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。
含分布式电源的配电网故障定位与隔离方法综述_周巍
含分布式电源的配电网故障定位与隔离方法综述周巍(广东电网电力调度控制中心,广东广州510600)1引言随着世界能源局势和环境问题的紧张,分布式发电(Dis-tributed Generation)作为一项新能源开发的典范对提高电网的安全可靠性、经济性及灵活性等方面有积极的作用,然而DG 的引入使得配电网从原有的放射状网络变成含有中小型电源的多电源网络,这给配电网的继电保护带来了很大影响,使基于馈线终端单元(FTU)的配电网自动化的馈线保护、故障定位方案变得更加复杂。
2含DG的配电网故障定位与隔离2.1DG的引入对配电网故障定位的影响按照IEEE1547规约规定,当配电网发生故障时,必须首先切除DG,以保证继电保护的正确动作。
这在一定程度上限制了DG的正常运行,也削弱了分布式电源提高供电可靠性的优势。
最新用于DG与电力系统进行互联的标准IEEE1547-2003中不再要求在任何故障情况下跳开故障点所在馈线上的全部DG单元,而是鼓励尽可能通过技术手段实现孤岛或微网运行。
系统中接入DG后,馈线中的某些区段将变为双端电源供电,以系统F1处发生故障为例,如图1所示。
当系统接入DG2后,线路L2首端的5号智能电子装置(IED)流过由系统电源S提供的故障电流,末端的6号IED流过由DG2提供的故障电流,这样线路两端节点都流过故障电流。
按照传统矩阵定位算法的基本原理,该段线路不存在故障,造成定位算法失败。
虽然目前基于多电源区域的配电网故障定位算法能够解决保护选择性问题,但是需要利用故障电流的功率方向与定义的正方向相比较,以判断故障的搜索方向。
由于馈线上一般不装设电压互感器,所以其应用领域受到限制。
2.2含DG的配网故障定位算法文献[4]提出了一种多电源故障区域定位新方法。
该方法利用配电网的特定母线节点,进行分支电流综合幅值比较以判定故障搜索的正方向,并最终把故障范围锁定在一个最小的故障关联区域内。
故障发生后,首先利用安装在各馈线段母线上的智能电子终端IED计算出母线上各分支电流的综合幅值,比较得出电流综合幅值最大的分支,然后将该分支编号传送给保护装置。
含分布式电源的配电网故障定位方法研究
含分布式电源的配电网故障定位方法研究摘要:电网的可靠稳定离不开配电网的正常运行,所以对故障配电系统的故障位置进行判断和定位一直是电力行业研究的重要课题之一。
多变的配电系统对整个电网影响较大,特别是多个分布式电源并网使得整个电网的分支结构变得繁杂,在整个复杂结构中找出故障所在位置对整个电力系统的稳定可靠供电具有重要价值。
基于此,本文主要对基于改进鸽群算法的含分布式电源配电网故障定位进行了简单的探讨,以供相关人员参考。
关键词:分布式电源;配电网故障1、分布式电源概述与含分布式电源配电网故障定位现状1.1、分布式电源概述分布式电源是指直接与公共电网连接或分布在电力用户附近的发电设施,能够实现资源优化配置,具有绿色环保、灵活高效等优点,多以用户侧自发自用,多余电量上网为主。
随着电力行业对于新能源发展和清洁能源使用的重视,分布式电源的使用得到了前所未有的发展。
分布式电源的规模较小、同时接入的电压较低,能够解决偏远地区用电的问题。
分布式电源距离用户较近,供电距离短,因此能够有效的降低网损,提高能源利用率,其通常采用太阳能、风能、潮汐能等清洁能源发电,有利于生态环境的保护。
分布式电源的使用能够增强供电可靠性和稳定性,当系统因为某些原因需要停电时,分布式电源因其独立性可以继续为重要设备供电,尽可能将停电的损失降到最低。
同时一些偏远山区由于地形曲折复杂,搭建输电线路成本较高,而分布式电源可以做到就地取材满足当地的用电需求。
但DG并网后会导致配电网结构发生改变,继电保护的电流整定和方向判断难度加大,电力系统负荷预测、规划和运行的不确定性增加,故障定位难度加大。
DG并网会在并网点产生电压波动影响电能质量,通过电力电子器件并网也会给电网注入一定谐波。
1.2、含分布式电源配电网故障定位现状近年来,分布式电源DG因低能耗、清洁灵活等特点,得到广泛的应用和发展。
随着用户对供电可靠性和节约性要求的提高,大量DGs应用于配电网之中,使得配电网由传统的单电源辐射状网络变成多电源复杂网络,传统故障定位方法不再适用。
含分布式发电配电网故障区间定位的新方法
含分布式发电配电网故障区间定位的新方法吴磊;廖秋萍;吕林;陈鹏【摘要】传统故障定位方法用于含DG的配电网势必会造成判断矩阵和开关函数的构建过程非常复杂,影响故障定位的效率和准确性.将故障时上传继电保护和断路器分合信息作为判断因素,并充分考虑DG接入后配电网保护的配置和逻辑关系的变化,在传统故障定位数学模型中加入DG的数学表达,建立了一种适用于含DG的配电网故障定位数学模型,并且在目标函数中加乘了补偿因子.新的目标函数克服了在主保护、近后备保护拒动情况下,故障判断结果不唯一的问题,使故障区间定位的选择性更强,定位更加准确.通过算例分析,该数学模型能够对含DG配电网单重、多重故障进行准确定位,验证了本模型的适用性和准确性.【期刊名称】《电力系统及其自动化学报》【年(卷),期】2015(027)005【总页数】6页(P92-96,102)【关键词】分布式电源;故障定位;适用性;准确性【作者】吴磊;廖秋萍;吕林;陈鹏【作者单位】四川大学电气信息学院智能电网四川省重点实验室,成都610065;四川大学电气信息学院智能电网四川省重点实验室,成都610065;四川大学电气信息学院智能电网四川省重点实验室,成都610065;四川大学电气信息学院智能电网四川省重点实验室,成都610065【正文语种】中文【中图分类】TM933绿色、环保、可持续是现代电网发展的趋势。
随着电力需求增长,传统电力能源短缺以及日益加剧的环境问题,促使可再生能源分布式发电(DG)快速发展[1]。
但分布式电源的高渗透率接入会对传统配电网故障定位带来很大的影响。
传统配电网实际运行时一般采用单电源供电,短路时过电流方向单一,而接入DG后,DG也将提供短路电流,使得短路电流流向不唯一。
由于DG的存在,短路时短路电流的路径也会增加,并随着DG在电网中的位置而改变。
如果将传统的故障定位方法用于含DG的配电网,则势必会造成判断矩阵或开关函数的构造过程非常复杂,算法的兼容性也需要加强。
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。
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。
含分布式电源的配电网故障区间定位算法
( 东 工 业 大 学 自动化 学 院 ,广 东 广 州 5 00 ) 广 10 6
摘 要 :含 分 布 式 电 源 ( G) 的 配 电 网络 结 构 由单 电 源辐 射 型 网络 发 展 成 复 杂 的 多电 源 网络 ,潮 流 的 方 向 D
提 高 ,馈 线 现场 监 控 终 端 设 备 ( T F u) 大量 应 用 当系统 中接 入 D r G后 ,馈 线 中 的某 些 区段 就 变 为 于 配 电网 中 ,利用 F u提 供 的故 障信 息 与 配 电 网 双 电源供 电 ,上述 故 障区域 判断 方 法将 不再 适 用 。 T
的配 电网 由单 电源 辐 射 型 网 络逐 步发 展 成 复杂 的 该算 法原 理简 单 ,定 位 准 确 ,对 已有 的 配 电 网结 多 电源 网络 ,潮流 的方 向 随机 变 化 ,原 有 的故 障 构无 需作 太 大 的改 造 ,只需 要 在 多 分 支 母 线 节 点
定位 矩 阵算 法将 会受 到影 响 ,甚 至 出现 误 判 。 法 、行 波法 以及 基 于 配 网 自动 化 的故 障定
第2 7卷 第 2期 2 1 年 2月 01
电
力
科
学
与
工
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Vo _ 7. . 1 2 No 2
Elc r c P we c e c n gn e i g e t i o r S i n e a d En i e rn
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含 分 布 式 电 源 的 配 电 网 故 障 区 间 定 位 算 法
重 视并 在近 几 年 得 到迅 速 发 展 和 应 用 ’ 目前 , 。
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。
基于麻雀搜索算法的含分布式电源的配电网故障定位
基于麻雀搜索算法的含分布式电源的配电网故障定位基于麻雀搜索算法的含分布式电源的配电网故障定位一、引言近年来,随着能源需求的不断增长和电力系统的迅猛发展,配电网故障定位成为电力系统运行和可靠性分析中的重要问题。
在传统的配电网中,通常仅有集中式电源供电,因此故障定位相对简单。
然而,在不断推进的可再生能源和分布式电源的发展背景下,传统的配电网结构发生了很大的变化,这给故障定位带来了新的挑战。
二、分布式电源带来的挑战分布式电源指的是将电力资源分布在各个节点上的电源系统。
与传统的集中式电源相比,分布式电源具有更高的灵活性和可靠性。
然而,分布式电源的引入也增加了配电网的复杂性。
例如,在传统的配电网中,故障发生时,往往只需检查集中式电源的供电情况即可确定故障位置。
但在含有分布式电源的配电网中,故障位置可能会同时受到多个节点供电的影响,这给故障定位带来了更大的难度。
三、麻雀搜索算法的原理麻雀搜索算法是一种模拟自然界麻雀找食的行为而提出的算法。
其基本原理是将待优化问题看作麻雀食物的分布,通过模拟麻雀的觅食行为寻找最佳解。
麻雀搜索算法具有全局寻优能力强、易于并行计算等优点,适用于多种优化问题。
四、基于麻雀搜索算法的故障定位方法基于麻雀搜索算法的配电网故障定位方法主要包括以下步骤: 1.数据采集:通过传感器等设备实时采集配电网的运行数据,包括电流、电压、功率等参数。
2.特征提取:利用信号处理和特征提取技术对采集到的数据进行预处理,提取出与故障相关的特征。
3.故障定位问题的建模:将故障定位问题转化为一个优化问题,将分布式电源引入模型中,考虑多个节点供电对故障位置的影响。
4.麻雀搜索算法的应用:将优化问题应用于麻雀搜索算法,通过模拟麻雀的觅食行为,寻找故障位置的最佳解。
5.结果评估与验证:对故障定位的结果进行评估和验证,分析算法的准确性和可靠性。
五、实验与结果分析为了验证基于麻雀搜索算法的故障定位方法的有效性,我们设计了一组实验并进行了数值模拟。
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。
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。
含分布式电源配电网的快速故障区段定位
i u Y a nc h a o
i n t he f a i l u r e o f t h e t r a d i t i o n a l d i s t r i bu t i o n ne t wo r k f a ul t l o c a t i o n a l g o r i t h m.T o s ol v e t hi s p r o bl e m,a
( NAR I Na n j i n g C o n t r o l S y s t e m C o . , L t d , Na n j i n g 2 1 0 0 6 1 )
A bs t r a c t Th e a c c e s s of d i s t r i b u t e d g e n e r a t o r c h a n g e s t h e d i s t r i b ut i o n n e t wo r k s t r u c t u r e ,r e s u l t i n g
据,优化 了网络描述矩阵,并提 出相应的故障判据。结合不 同类型 D G 的故障特性对算法的通用 性进行 了分析。该算法 网络描述简单直观,运算量小,通用性强,判断迅速准确。最后 ,本文验 证了 该算法在复杂配电网单一故障和多重故障下故障 区段定位 的有效性。 关 键词 :分布 式 电源 ;配 电网 ;故障 区段定 位 ;矩 阵算 法; 网络描 述矩 阵
The a l g o r i t h m h a s s i mpl e a n d i nt ui t i v e ne w or t k d e s c r i bi ng ma t r i x a n d a s ma l l a mo u n t o f c o mp u t a t i o n,
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。
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。
含分布式电源的配电网故障定位方法研究
含分布式电源的配电网故障定位方法研究摘要:配电网的供电可靠性是评估电力系统运行的重要指标,当配电网发生故障时,采用故障定位及区段划分技术,可以在较小的范围内将故障加以隔离,从而不会造成整条配电线路停电,降低了配电网中的停电区域,是提高配电网供电可靠性的重要手段。
关键词:含分布式电源;配电网;故障1 La mbda算法原理概述LAMDBA算法同时也被称为最小二乘模糊度去相关调整平方差法,它对模糊度浮动解和浮动解协方差阵做出整数变换,达到了模糊度间相关减小的要求,与此同时也减小了模糊度的搜索空间,极大地缩短了搜索的时间。
因为LAMBDA算法在求解模糊度问题上的效率高准确性大的优点,引起了学术界的广泛关注。
LAMBDA算法的数学模型的可表示为:在上面的公式中,γ为观测矢量,a为N-1维的列向量,它是一个基本修正量,b的维度是(N-1)*3,它表示的是双差模糊度,A则表示的是双差向量,B则表示的是相应参数的设计矩阵,ε为观测噪声。
使用简单的最小二乘法对(1)式分析可得出式中,属于N-1维整数空间,因为整数解和相应的协方差矩阵具有极强的关联性,会导致算法的搜索空间呈现出一种椭球形的状态,由于搜索效率是与超椭球体的形状有极大的联系,并且及其构成Qy的相关性是极大的,它们组成的算法的搜索空间形状是狭长的,就会使得搜索效率低下,基于此,为了解决搜索Lambda算法搜索在某些特定情况下搜索效率较差的问题,因此需要在进行空间搜索之前,完成对协方差矩阵的Z变化,用来正则化搜索空间,以使搜索空间较为规范,Z变换一般形式如式(3)所示,式中,变换矩阵Z满足以下4个条件:(1)模糊度变换矩阵中的元素需要为整数;(2)变换前后的模糊度体积要保持不变(网格点);(3)变换后的模糊度方程之间的乘积降低;(4)变化后的协方差矩阵相关性降低。
2 基于LAMBDA算法的故障定位2.1 故障定位数学建模2.1.1 节点状态模型由于分布式发电技术的逐渐发展起来,更多的分布式电源接到的现在配电网中,因此配电网的拓扑结构也从之前的点状结构逐渐成为发散状结构,并且潮流分布也发生的重大的变化,使原有的0-1故障编码无法适用于当前的配电网。
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论述含分布式电源配电网的故障定位
发表时间:2017-01-21T14:59:15.053Z 来源:《电力设备》2016年第22期作者:余鹏
[导读] 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。
(亳州市惠特电气工程安装有限公司安徽亳州 236800)
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。
二、分布式发电对传统故障定位策略的影响及解决方案
分布式发电接入配电网后,会改变配电网的短路电流水平和方向。
由于分布式发电容量一般较小,提供的短路电流也较小,而且短路电流会受到光照和风速等自然因素影响,因此,增加了继电保护配合的困难。
但也由于分布式发电提供的短路电流较小,对配电自动化系统的故障定位一般不会造成较大影响。
1、分布式发电接入
上游母线的情形对于分布式发电接入上游母线的情形,无论接入数量多少,在SR满足Std1547.2标准要求的情况下,根据故障电流信息,采用基于故障电流的传统故障定位规则就能实现故障定位。
但是,需要将分布式发电接入点开关和分布式发电出口断路器处的配电终端的故障电流信息上报阈值均根据主电源的短路电流设置,使流过主电源所提供的短路电流时超过该阈值而上报故障电流信息,但流过分布式发电所提供的短路电流时不超过该阈值而不上报故障电流信息。
2、分布式发电接入馈线的情形
对于分布式发电接入馈线的情形,当某个区域发生故障时,除了该区域的主电源侧端点会流过主电源所提供的短路电流以外,对于该区域与分布式发电连接的端点也会流过相应分布式发电提供的短路电流。
若主电源提供的短路电流与分布式发电提供的短路电流相差较大时,可以设置故障电流上报阈值,当流过主电源所提供的短路电流时超过该阈值而上报故障电流信息,而流过分布式发电提供的短路电流时未超过该阈值而不上报故障电流信息,从而根据故障电流信息依靠传统故障定位规则就可以进行故障定位。
三、架空配电网的改进故障定位策略
由上文分析可见,对于城市电缆配电网而言,在其供电距离范围内,根据故障电流信息依靠传统故障定位规则基本上都能正确进行故障定位。
对于架空配电网,其能够满足分布式发电与主电源短路电流水平差异性要求的供电距离偏短,尤其是以架空线为主的农村配电网的供电半径一般都较长,接纳分布式发电尤其是电机类分布式发电的容量也偏高,根据故障电流依靠传统故障定位规则进行全范围故障定位比较困难。
但是,架空配电网一般需要根据重合闸来判断永久性故障和瞬时性故障,而根据Q/GDW480-2010规定,非有意识孤岛的分布式发电必须在馈线故障后2s内从电网脱离。
利用上述特点,可以对根据故障电流信息的传统故障定位策略作如下改进。
第一,馈线开关采用负荷开关,只有变电站出线断路器具备过流保护和一次快速重合闸功能,重合闸延时时间为2.5~3.5s。
第二,故障发生后,变电站出线断路器过流保护动作跳闸。
第三,2s后,该馈线上的分布式发电全部从电网脱离。
第四,变电站出线断路器跳闸后经2.5~3.5s延时进行重合,若是瞬时性故障则恢复全馈线供电;若是永久性故障,则变电站出线断路器再次跳闸,此时配电自动化系统采集到的故障信息就排除了分布式发电的影响,可以根据故障电流依靠传统故障定位规则进行全范围故障定位。
四、选择故障定位策略的一般原则
分布式电源配电网故障定位相比于常规电网故障定位策略的选择有一定区别,笔者对分布式电源配电网故障定位策略的选择进行分析,其策略选择需要遵循以下原则。
1、若分布式发电是从母线接入配电网,则无论是架空线还是电缆配电网,都可以依据故障电流信息采用传统故障定位规则进行故障定位。
3、对于分布式发电接入馈线的情形,若分布式发电类型均为直接电流控制变流器类分布式发电,则当限制分散接入每条馈线的分布式发电总容量不超过该馈线最严酷情形下所带负荷的25%时,可以依据故障电流信息采用传统故障定位规则进行故障定位。
3、对于分布式发电接入馈线的情形,若分布式发电类型全部为电机类分布式发电或间接电流控制变流器类分布式发电,当限制分散
接入每条馈线的分布式发电总容量不超过该馈线最严酷情形下所带负荷的25%时,只要供电距离在分布式发电与主电源短路电流水平差异性要求的范围之内,或者是当供电距离一定时,只要分布式发电接入容量在范围之内,则都可以根据故障电流信息采用传统故障定位规则进行故障定位。
综上所述,分布式电源配电网的故障定位难度更大,对故障定位技术的应用提出了更高的要求。
虽然我国智能电网故障定位正处于研究和发展中,但相信在不久的将来,含分布式电源配电网故障定位技术必然日益成熟,为现代智能电网的建设于推进做贡献,为社会的发展和社会主义经济建设打下坚实的基础。
参考文献:
[1]周湶,郑柏林,廖瑞金,等.基于粒子群和差分进化算法的含分布式电源配电网故障区段定位[J].电力系统保护与控制,2013(4):33-37.
[2]王进强,陈少华,尹雁和,等.含分布式电源的配电网故障区间定位算法[J].电力科学与工程,2011,27(2):25-29.。