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新能源的故障特性与传统同步电源存在差异,这导致在含不同类型新能源的交流电网中,基于正序助增系数的相间距离保护整定方法可能无法得到正确整定值.基于新能源的整定计算用模型,修正了新能源接入后的故障计算公式.通过研究传统交流电网中支路电流比值的分布规律,探讨了基于正序助增系数的整定方法应用于新能源接入电网时的不足.提出了一种适用于不同类型新能源接入的相间距离保护整定新方法.根据待整定保护计算域内的新能源类型,设置需考虑的故障类型.基于不同故障类型下的故障电气量分布特点,采用对应的整定计算公式.利用IEEE 39节点系统,证明了所提方法能兼顾整定正确性和整定效率.
不同类型新能源相间距离保护整定计算正序助增系数故障类型选择性
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针对高压输电线路距离保护在过渡电阻、功率振荡、重负荷及测量异常条件下易发生误动的问题,分析测量阻抗偏移、轨迹侵入及阻抗失真机理,提出自适应阻抗补偿、运行状态复合判别及测量质量校验措施.案例验证结果表明,改进方法能够降低误动率,提高闭锁正确率和故障识别率,增强距离保护运行可靠性.
高压输电线路距离保护误动抑制
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高阻接地故障中,过渡电阻与负荷电流耦合作用易造成距离保护测量阻抗偏移,导致动作区收缩并引发拒动或误动.文章分析了其偏移机理和边界变化规律,提出了基于故障分量提取与自适应边界调整的改进方案,通过修正测量阻抗、动态调整动作区补偿过渡电阻影响.仿真表明,该方法将耐受过渡电阻能力由250 Ω提高至800 Ω以上,保护范围收缩率由42%降至7%.
高阻接地故障距离保护过渡电阻测量阻抗自适应保护
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新能源电源的故障特征受控,与传统同步机电源差异明显,现有距离保护的动作特性面临严峻挑战.因此,对新能源场景下正序电压极化的比相式距离保护的适应性进行分析.首先,在电压平面剖析金属性故障和经过渡电阻故障时,新能源等效内电势与保护安装处正序电压相位差增大导致比相式距离保护拒动、误动的理论机理.其次,结合新能源典型控制策略特征,明确了不同类型故障中新能源内电势的相量轨迹,并得到比相式距离保护的适应性结论:单相接地故障与三相故障,距离保护基本不受影响;两相接地故障和两相相间故障,新能源侧距离保护存在区内拒动和正方向误动风险;系统侧距离保护存在反方向误动风险.最后,基于PSCAD仿真平台搭建新能源送出场景,通过大量故障仿真验证了理论分析的正确性.
新能源比相式距离保护内电势估算正序电压拒动误动
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以光伏为代表的逆变型分布式电源(IIDG)以T接方式并网导致配电网中原有距离保护装置存在不正确动作风险,据此,提出一种适用于IIDG-T接的配电线路自适应距离保护原理.首先,结合IIDG故障输出特性分析IIDG-T接的配电网中传统距离保护误动、拒动原因;其次,基于故障等值网络探究IIDG-T接的配电线路故障电气量的演变规律;最后,针对三相短路和两相相间短路两类故障场景构建了完备的自适应距离保护方案.仿真结果表明,所提方案仅需依托本地量测信息即可自适应调整定值,可降低配电网通信成本,同时所提方案不受IIDG-T接容量、出力波动、故障位置及类型的干扰,在IIDG-T接的有源配电网场景中具有良好的适用性.
分布式电源配电网继电保护T接分支距离保护自适应整定
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构网型逆变电源在高比例新能源电力系统的地位至关重要.当构网型逆变电源送出线路发生故障,特别是端口电压跌落程度较深时,会产生较大的暂态过电流,对逆变器的设备安全造成影响,因此需要保护快速动作来切除故障.该文首先分析了具有电压电流双环控制结构的构网型逆变电源在故障发生初瞬控制系统发生的变化,之后针对构网型逆变电源送出线路,建立了逆变电源接入线路的等效模型.通过上述模型分析了送出线路发生故障后,逆变器端的电压暂态频率特征,并根据该特征设计了针对三相短路故障与两相相间短路的构网型逆变电源送出线路距离保护方案.该文提出的保护方案使用故障后的暂态信息,具有良好的速动性,能较好地适应构网型逆变电源送出线路,PSCAD/EMTDC的仿真结果验证了所提方案的有效性.
距离保护暂态故障特征构网型逆变电源送出线路保护原理新能源电力系统
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在高比例新能源接入背景下,传统工频量距离保护易受电源控制特性的影响,导致动作性能下降甚至误动.为此,在不依赖工频相量的前提下,围绕输电线路距离保护展开研究.通过分析故障后沿线电压低频分量的空间分布特征,揭示了保护安装处测量电压与整定点补偿电压瞬时值之间的相关性规律:区内故障时两者呈显著负相关,区外故障时呈显著正相关,且该规律基本不受新能源电源类型影响.基于该机理,构建了电压瞬时值相关系数指标,提出了一种基于电压瞬时值相关性的距离保护新原理及其动作判据.在PSCAD/EMTDC环境下建立了包含风电接入的典型输电系统模型,对所提方法进行仿真验证.结果表明,该方法无需工频相量提取和阻抗计算,能够在较短时间内可靠区分区内、区外故障,显著降低新能源接入对传统距离保护的干扰,具有良好的工程应用前景.
新能源电源输电线路距离保护电压瞬时值相关系数
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作为中远距离海上风电并网、大规模陆上新能源基地汇集的高效解决方案,柔性低频输电系统在提升输电容量、降低输电损耗等方面具有显著优势.然而,受模块化多电平矩阵换流器(modular multilevel matrix converter,M3C)故障穿越控制策略影响,工频线路发生相间短路故障时,比相式距离保护存在明显的拒动/误动风险.文中揭示M3C控制策略对距离保护动作性能的影响机理;在此基础上,提出基于无功电流优化注入的M3C故障穿越协同控制策略,综合考虑保护性能提升、换流器过流限制及子模块电容过电压约束等因素,构建包含重合闸控制与故障恢复的完整控制策略.仿真结果表明,所提无功电流注入协同策略能够显著提升距离保护动作性能,保障其区内可靠动作、区外可靠不动作,而且不会对系统/换流器过压、过流等方面产生不利影响.
柔性低频输电比相式距离保护控保协同无功电流注入电容电压均衡
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针对重载线路开断引发的潮流转移导致距离保护Ⅲ段误动的问题,现有的后备保护自适应调整方法仍存在端部耐受过渡电阻能力下降和保护范围缩小等缺陷.本文旨在提出一种基于双曲线动作特性的自适应调整策略,以在潮流转移期间兼顾防误动与区内故障可靠动作能力.该方法通过实时监测本地电气量识别潮流转移状态,并依据稳定后的入侵负荷阻抗动态调整双曲线离心率,实现保护边界的自适应重构.理论分析与 PSCAD仿真结果表明,所提双曲线判据能够有效规避潮流转移引起的距离保护Ⅲ段误动作,并在保护范围首末端故障时显著提升耐受过渡电阻能力,同时具有良好的选择性和灵敏性,适用于多种系统结构与运行工况.
距离保护Ⅲ段连锁跳闸潮流转移耐受过渡电阻能力后备保护自适应调整
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受换流器弱馈特性和控制策略影响,逆变型电源故障电流幅值和相位受控,导致送出线路基于工频量的传统距离保护抗过渡电阻能力弱,过渡电阻较高时,不对称故障下逆变型电源侧距离保护无法正确动作.该文提出一种基于特征谐波自适应补偿的距离保护原理,利用电力电子换流器的高可控性,通过实时检测换流器出口等效阻抗变化,根据故障严重程度自适应注入特征谐波,用以补偿逆变型电源侧故障电流的幅值和相位,通过谐波整定阻抗和测量阻抗的关系构成保护判据,从原理上削弱了过渡电阻的影响,解决了新能源送出线路距离保护在弱馈场景下不正确动作的问题.所提保护方案不受换流器容量和新能源场站容量变化的影响,具备较高的抗过渡电阻能力及较好的抗噪声干扰能力.在PSCAD/EMTDC软件中基于改进IEEE 9节点测试系统进行仿真分析,测试结果表明,所提方案适用于逆变型电源送出线路保护.
逆变型电源送出线路特征谐波注入自适应补偿距离保护过渡电阻新能源场站
