含分布式电源配电网单相接地故障测距研究

为解决含分布式电源(DG)配电网单相接地故障测距问题,对含DG配电网单相接地故障时故障区段上、下游母线电流、电压进行了分析,在对称分量法的基础上,提出了一种含DG的配电网单相接地故障测距算法.该方法首先建立配电网单相接地故障模型,获取故障前后变电站和DG出线电流、电压,对故障点发生在DG下游和上游分别进行分析,然后得到配电网单相接地故障的复合序网,最后利用故障区段电流、电压的各序分量计算得到故障距离.采用配电网IEEE 34节点模型进行仿真验证,仿真结果表明,该方法具有较高的测距精度.     

分散式双馈风电机组接入配电网的不对称短路电流实用计算

针对现有双馈风电机组(double fed induction generator,DFIG)短路电流解析计算过于复杂,难以进行工程计算的情况,提出了一种针对DFIG不对称短路电流的实用计算方法.通过建立不对称故障的含DFIG配电网复合序网图及正序增广模型,分析DFIG短路电流各序分量构成;计及不对称故障后DFIG低电压穿越策略,分析撬棒投入和未投入时短路电流负序周期分量,推导了短路电流负序周期分量计算式.以正、负序等值电压,计算阻抗及转子电流为依据,分析撬棒投切动作区域,制订故障后DFIG不对称短路电流负序周期分量计算曲面,最后给出DFIG接入配电网的不对称短路电流实用计算步骤,并通过算例验证方法的正确性.所提方法能有效降低含DFIG配电网不对称短路电流的计算难度,适用于工程中DFIG不对称短路电流计算.     

含逆变型分布式电源的配电网自适应电流保护

含逆变型分布式电源(inverter interface distribution generator,IIDG)的配电网故障时,IIDG由于受到控制策略及出力随机性的影响,其短路电流具有很强的非线性,这给配电网的保护整定带来了困难.针对该问题分析了含IIDG配电网不同故障情况下短路电流与IIDG输出功率的关系,并指出其对现有传统保护的影响,提出了根据故障类型采用不同定值的自适应电流保护方案.以MATLAB/Simulink中建立的一个含IIDG的10 kV配电系统为例,验证了该保护方案在不同故障情况下具有良好的选择性与灵敏性.     

含V/f控制IIDG的独立运行微电网故障特性分析

独立运行微电网的故障特性与并网运行时有很大不同,微电网中大部分微电源为IIDG,其故障特性受分布式电源的控制方式影响,因而需要对含V/f控制IIDG的独立运行微电网故障特性进行分析.先分析了V/f控制和PQ控制两种控制策略,然后分析了仅含V/f控制IIDG的独立运行微电网与同时含V/f和PQ控制IIDG的独立运行微电网的输出电流和并网电压故障特性,最后在PSCAD/EMTDC仿真软件上搭建微电网仿真模型进算例验证.     

含过渡电阻的配电网短路电流计算程序开发

针对部分配电网短路电流计算算法只考虑金属性接地短路的问题,依据叠加原理将故障网络分解成正常网络和故障分量网络,利用牛顿拉夫逊法潮流计算及前推回代法进行短路电流计算,建立含过渡电阻的不同类型故障情况下的配电网分支电流和节点电压的计算模型,并利用C++开发了配电网络的短路电流计算程序.最后通过对IEEE12节点算例验证.结果表明,该模型可以准确地模拟经过渡电阻的短路故障,所开发的短路电流计算程序具有较高的计算精度,能够很好满足配电网多样化的短路电流计算需求.     

正负序电流控制对电压源型变换器谐波稳定性的影响研究

为了保证电压源型变换器在非对称电网下正常工作,其电流控制中需包含正序电流控制和负序电流控制.在建立电压源型变换器阻抗模型的基础上,研究并对比基于延时的正负序分解法和基于二阶广义积分器的正负序分解法对电压源变换器谐波稳定性的影响.研究结果表明,与基于二阶广义积分器的正负序分解法相比,基于延时的正负序分解法将引入更高的不稳定性风险.时域仿真结果验证了本文理论分析的正确性.     

一种新的架空线--电力电缆混合线路故障定位方法研究

提出了一种新的架空线与电力电缆混合线路故障定位方法。该算法基于分布式模型参数与模态转换理论,以均匀传输线的波动方程(长线方程)为基础,利用线路两端电压、电流的正序故障分量以及线路正序参数直接计算故障距离。仿真结果验证了该算法的正确性和高精度。     

电网短路状态下并网逆变器的谐振控制

为了改善电网短路故障情况下直驱式永磁风电系统的并网逆变器控制性能,提出基于比例积分谐振控制器的并网逆变器直接功率控制算法,通过设置基频谐振控制器实现网侧变流器输出电压、电流信号的无静差跟踪,同时在直流母线侧通过2倍工频谐振控制器可以抑制电网故障状态下直流母线的电压波动．与传统网侧逆变器的交直轴电流双闭环PI控制相比,该算法无须分离正负序电流分量,从而避免了电流滤波环节带来的系统带宽减小的弊端．在PSCAD／EMTDC环境下建立基于背靠背变流器的1．5MW永磁直驱风力发电系统仿真模型,仿真结果表明：当电网短路导致电压不平衡时,结合能量卸荷电路能够抑制直流母线电压的升高,限制了电网过电流,可以实现网侧逆变器的单位功率因数控制,增强了风电机组的故障穿越能力．同时搭建了10kV·A样机系统,试验波形证明了系统设计与控制策略的正确性和先进性．     

基于MATLAB的牵引供电系统故障仿真

在分析牵引网等效电路及其等值阻抗的基础上,利用MATLAB的电力系统工具箱建立牵引网短路时牵引供电系统的仿真模型,进行仿真,得出了故障时的电压、电流波形及其序分量、谐波,测量了牵引网短路阻抗随短路点位置变化的曲线,分析了其故障特征。对牵引供电系统的故障分析、继电保护整定具有指导意义。     

变结构电力系统断相故障的新算法

提出了一种仿真计算变结构与变参数电力系统不对称断相故障电气量值的新方法，以求取各序网故障口的等值电路参数与故障口电流以及各序网的节点电压与支路电流的故障分量。并通过算例验证了本文方法。     

基于暂态分量的配电网单相接地故障选线新方法

在对目前应用小波变换技术进行配电网单相接地选线方法综合分析的基础上，提出了一种基于最小瞬时零序功率的选线新方法。通过分析配电网单相接地故障的暂态过程，给出了配电网单相接地故障时零序电压和各条线路的零序电流的瞬时表达式，定义了瞬时零序功率并将其作为故障选线特征量。结合配电网单相接地故障的大量仿真分析，应用小波包将零序电流和零序电压暂态信号逐层剥离，提取最大分量的信号频段为特征频段；根据各线路特征频带的零序电流、零序电压计算每条线路的瞬时零序功率，在短路第1个周期内，具有最小瞬时零序功率的线路为故障线路。仿真分析结果表明，该选线方法对中性点不接地和中性点经消弧线圈接地配电网都适用，而且不受短路时刻、线路长度的影响，抗电弧过渡电阻能力强。     

脉冲负载下逆变型分布式电源故障电流特性分析

逆变型分布式电源的故障特性不同于传统同步发电机,尤其当含雷达等具有脉冲特性负载时,由于负载的非线性与脉冲性,其故障特性相比传统电网发生了根本性改变,给现有保护方法带来巨大挑战。以一种新型雷达站供电系统为研究对象,根据电网并网要求,依据低电压穿越运行控制策略,在MATLAB Sim Power System仿真环境下建立光伏电源并入配电网带脉冲负载的仿真模型,分析了脉冲负载下逆变型分布式电源故障电流特性与对现有保护的影响。     

基于相关矩阵和动态集合覆盖的配电网故障诊断方法

作为电力网络中直接向用户供电的关键环节,配电网的工作状态直接影响电力用户的用电质量和用电体验。为解决配电网故障线路区段的定位问题,提出了一种基于相关矩阵和动态集合覆盖的配电网故障诊断方法。根据配电网拓扑建立故障电流信息和故障线路区段相关矩阵,引入隐马尔科夫模型刻画每条线路区段随时间变化的状态序列; 基于每个时间周期上馈线终端单元上报的故障电流信息集合,建立动态集合覆盖的配电网故障诊断模型,使用维特比译码求解满足集合覆盖条件的线路区段工作状态序列,实现对配电网的在线故障定位。通过仿真实例验证了基于相关矩阵和动态集合覆盖的配电网故障诊断方法的定位准确性和稳定性。     

含分布电源配电网多时段线性化二阶锥松弛算法研究

针对分布式电源接入配电网影响系统电压分布和潮流分析、造成系统电能质量下降的问题,建立系统优化模型,对系统电压、潮流进行分析与优化,提出含分布式电源的配电网多时段线性化二阶锥松弛优化算法。对分布式电源接入的配电网进行潮流分析,建立分布式配电网最优潮流优化模型;对分布式配电网潮流优化模型进行简化处理,针对潮流分析中非凸非线性,提出多时段二阶锥松弛优化算法;针对电容器组、有载调压变压器的非凸非线性问题,进行分段线性化处理。仿真结果表明,提出的算法能合理调度有载调压变压器、电容器组和分布电源的出力,有效降低网损,减小电网电压偏差。     

一种配电网故障定位的新方法

结合我国配电网的实际情况,提出一种能够确定配电网故障点确切位置的实用方法.该方法通过比较各节点电压确定故障区段,并将故障区段始端故障电压与本线路末端短路时的故障电压对比得出故障点距离.该方法适用于中性点不直接接地系统的各种短路故障的定位,并可应用于故障的自动在线检测.     

直流配电网潮流算法与电压分布研究

为解决间歇分布式能源入网等问题,国内外建设直流电网的呼声高涨。与高压直流电网相比,建设直流配电网的电力电子技术相对成熟,技术经济性好,应时开展直流配电网理论研究具有重要意义。针对直流配电网潮流计算,构建了网状结构直流配电网等值网络和节点功率、节点电压、线路网损模型,提出了直流配电网潮流计算的约束条件、控制策略和稳态功率、电压分布算法。最后,利用IEEE 16节点算例对模型和算法进行了验证,证明了电压分布均衡性对网损的影响较大、网状电网接纳分布式电源的能力较强。     

基于相位差的轴向磁通无铁心电机早期轻微匝间短路故障诊断

针对轴向磁通定子无铁心电机早期匝间短路故障问题,提出一种基于零序分量和定子电流分量相位差的轴向磁通定子无铁心电机的早期匝间短路故障诊断和定位方法。首先,根据定子绕组电感极小的特点建立了匝间短路故障数学模型;其次,对故障前后的短路电流、相电流、零序分量等进行了傅里叶分析,通过零序电压基波幅值变化对匝间短路故障进行识别;最后,通过对比零序电压基波与定子三相电流初相位差来进行故障相定位。结果表明,匝间短路故障相的相电流基波初始相位与零序电压基波初相位差的绝对值近似180°,而健康相的相位差与180°相差较大。基于相位差可以实现轴向磁通无铁心电机早期匝间短路故障的诊断与定位,为永磁电机的匝间短路故障诊断提供了参考。