含分布式电源配电网故障检测与定位研究综述

分布式电源（Distributed Generation,DG）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。本文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。     

含分布式电源配电网规划

分布式电源大量接入使配电网的规划、保护等面临新的挑战。首先介绍了分布式电源接入对配电网负荷预测、运行特性及投资收益等影响;其次对含分布式电源配电网规划进行分类,详细阐述了布点规划、扩容规划的内容及特点;接着对含分布式电源配电网规划建模方法进行描述;最后对含分布式电源配电网规划重要意义进行总结。     

含分布式电源的配电网自动化故障处理方案

分布式电源是一种具备数千瓦至五十兆瓦,能够与电力系统环境相融合的一种独立电源,更为简洁的说法是不直接与集中输电系统进行相连,电压等级在35 k V以下的电源,具有经济环保性等特点。当在配电网中接入分布式电源之后,对没有方向的电流保护有着很重要的影响,使得辐射型的网络结构产生了很大的改观。分布式电源是智能配电网技术应用的体现,是与传统配电网主要的明显区别。现如今配电网中分布式电源的连接成为可能,对DG接入方式,分析分布式电源的接入对配电网自动化故障的影响,提出保护方案是配电网自动化的研究内容之一。     

含分布式电源配电网故障定位交互式二进制蝙蝠算法

针对配电网故障定位二进制粒子群算法定位速度慢且准确度低的缺点,结合群智能平台设计了一种交互式二进制蝙蝠算法(interactive binary bat algorithm, IBBA),部署在群智能计算节点(computing processing node, CPN)上的IBBA通过CPN自组织、自协作方式与邻居节点交互蝙蝠位置等信息,提高了算法搜索速度和全局搜索能力;通过建立适合多电源配电网的编码方式,引入防伪正系数和假定故障数量的评价函数,增强了算法适用性;搭建IEEE14节点配电网模型,模拟配电网在分布式电源接入和信息畸变等多场景下单点、两点故障状态,通过实验验证了IBBA的有效性。与传统二进制蝙蝠算法、二进制粒子群以及交互式二进制粒子群算法相比,IBBA的收敛性能和容错能力更优,定位准确度较二进制粒子群、交互式二进制粒子群算法分别提高6%和10%。     

含分布式电源的配电网故障定位改进矩阵算法

由于传统矩阵算法在含分布式发电的配电网故障定位中的适用性变差,提出了一种改进矩阵算法实现对含分布式发电配电网的故障定位。该方法根据变电站母线处分支节点以及与分布式电源相连节点的故障信息,首先确定发生故障的区域,然后在该区域内利用改进的矩阵算法定位故障区段。考虑到故障信息的畸变,该方法针对定位结果的不同采用不同的纠错方法,提高了定位的准确性。该方法降低了矩阵的维度,排除了T接线处的误判。算例验证了所提出方法的可行性及容错性。     

含分布式电源的配电网电压暂降研究

基于蒙特卡罗模拟方法运用EMTDC/PSCAD建立模型,包括分布式电源以不同接入位置、出力大小和控制方式并网的模型以及故障特征的随机模型.采用系统均方根值变化频次作为评价各节点电压暂降的指数.此方法结合一个中压配电网算例分析分布式电源在以上3个方面对电压暂降的影响.结果表明分布式电源的接入能够降低配电网电压暂降发生频次,改变接入位置、出力和控制方式均影响电压暂降的发生频次,这为分布式电源配置优化和缓解电压暂降提供依据.     

含分布式电源的配电网保护方案研究

分布式电源（DG）接入配电网,改变了配电线路中短路电流的大小和方向,也改变了系统电网的结构。对普遍配置于配电网的三段式电流保护的正确动作将造成影响。分析了分布式发电对于保护范围、灵敏度、自动重合闸装置的影响,并且提出了基于故障分量的自适应电流速断保护与BP人工神经网络相配合的方案,仿真表明利用BP人工神经网络可以间接识别系统等效阻抗变化规律,却不受运行方式的影响。     

含多分布式电源配电网自适应保护研究

根据逆变型分布式电源(inverter interfaced distributed generator, IIDG)的特性,基于抑制负序的控制策略、接入容量以及故障类型,提出一种更适应多个分布式电源接入配电网的自适应电流保护,并通过PSCAD搭建含有IIDG的10 kV配电网验证方法的可行性。结果表明：在抑制负序的控制策略下,基于正序电流计算新的外汲分支系数,对上游保护整定值进行实时调整,相比传统三段式电流保护,可以有效提高上游保护灵敏度,灵敏度均能达到1.3,满足保护要求。     

含分布式电源的配电网故障定位与隔离方法综述

随着新技术的应用与新能源的开发,分布式电源（Distributed Generation）越来越多的接入电网。DG对于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以及故障定位带来了很大影响。     

含分布式电源的配电网无功优化算法研究

针对含有分布式电源的配电网,对其无功优化进行了算法改进,提出了一种新的遗传算法方案,重新设置了自适应判据和算法结束判据.以IEEE33节点系统为算例模型,对所提出算法进行验证,结果表明,改进的无功优化算法改善了算法的"停滞"现象,验证了算法改进对结果产生的优化作用.     

含高密度分布式电源的配电网故障分析关键问题

从现阶段我国配电网架构的发展形式来看,未来的发展架构将具备分布式电源高密度接入以及交直流混联接入等技术特点,而对于互联网故障的分析,工作将会面临更高的技术方面的挑战,高密度的分布式电源的配电网故障分析是我国配电网得以稳定运行的重要条件之一。本文对其造成运行故障的关键问题进行了分析,并且给出了自己的建议,希望对于我国电力行业未来的发展起到了一定的辅助作用。     

基于权重动态调整的树型配电网单相接地故障行波测距方法

针对树型配电网分支众多而难以准确选线的问题,本文通过分析发现了不同线路故障初始电流电压行波的极性关系,提高了配电网分支选线的准确率。由于缆线混联线路中的零模波速很不稳定,难以通过线路参数精确获取,提出了基于权重动态调整的树型配电网单相接地故障行波测距方法,以双端行波测距理论为基础,对线路已有的多端行波测距装置进行自由组合,计算得到多组故障定位结果。通过历史临近故障测距结果误差比较,动态调整各行波测距装置组的权重值,从而进行故障信息的融合决策,给出最终的故障点位置。因此,本文通过故障点同侧行波测距装置组的故障信息对其波速进行在线测量,使得用于故障定位的波速值更贴合实际。最后,采用PSCAD软件对江苏某实际10 kV配电系统进行仿真验证。仿真结果表明,所提方法不受中性点接地方式的影响,在不同过渡电阻以及系统不同运行方式下均能实现接地故障的精确定位。     

含分布式电源和电动汽车的配电网可靠性评估

针对目前大规模分布式电源和电动汽车接入配电网后,给配电网可靠性带来一定影响的问题,提出了一种含有分布式电源和电动汽车的新型配电网的可靠性评估方法。首先,考虑到风光出力的不确定性和相关性,选择拟合性最优的Frank-Copula函数,建立了风光联合出力概率模型。其次,分析了电动汽车用户行为特征,提出了基于动态分时电价的电动汽车有序充放电控制策略。最后,基于改进IEEE-RBTS Bus6测试系统的主馈线F4,对系统的可靠性指标进行计算分析,结果表明所提的风光联合出力模型和有序充放电控制策略可以有效降低对配电网可靠性的影响。     

含多种分布式电源的配电网概率无功优化

针对配电网无功优化时多种分布式电源出力以及负荷的随机性,建立了考虑多重不确定因素的概率无功优化模型.通过三点估计法将概率潮流计算转化为采样点处的确定潮流计算,以处理所建模型中的不确定因素对无功优化结果的影响.为克服粒子群算法易陷入局部最优的缺陷,将自适应控制策略应用于粒子群算法,采用一种改进粒子群算法(IPSO)用于模型的求解.在改进的IEEE33节点系统上进行仿真测试,其结果验证了所提概率无功优化模型和求解方法的可行性及有效性.     

含分布式电源的配电网多目标无功优化

针对传统模型和现有算法对配电网无功优化带来的电压波动和网络损耗等问题,提出一种基于改进元胞差分算法的含风、光的配电网无功优化方法。建立了风电、光伏的随机概率出力模型,获取了其出力预测数据,以电压波动、有功损耗和电压越限3个目标为优化函数,通过权重系数将三目标模型转换为双目标模型,建立了含风电、光伏的双目标配电网无功优化模型。通过电压稳定指标(voltage stability index, VSI)对配电网各个时段的电压的稳定性进行评价,用改进元胞差分算法对模型进行求解,并利用测试函数对算法进行验证。结果表明,较传统模型和传统算法而言,所提模型和所用算法均能有效降低配电网的电压波动和减小配电网的有功损耗,从而保证电网的安稳运行。     

含分布式电源的配电网网损组合优化

网络重构与无功补偿是配电网减小网络损耗、提高电压质量的主要手段,但二者皆受负荷时序性的影响,且随着波动性分布式电源的接入,其影响更大。针对含有出力波动分布式电源的配电网,考虑分布式电源出力以及用电负荷的随机性,基于分布式电源出力以及负荷的短期预测数据,以网络损耗最小为目标函数,给出未来24 h的最优网络重构与无功补偿方案,且以两日不同优化方案的目标函数差值作为方案是否执行的判定指标。提出了一种网络重构与无功补偿相统一的编码方法,利用和声算法进行求解。通过IEEE 33节点为算例的仿真,结果表明该优化方法能够明显降低网损并改善电压质量,证明了本模型和算法的有效性。     

基于IRSO算法的含分布式电源配电网重构

在智能电网的背景下,为了减少含分布式电源(distributed generation, DG)配电网的网络损耗,同时提高电网安全性,提出“单条支路安全系数”“最小安全系数”“平均安全系数”三个安全性评价指标,并建立以网损、“平均安全系数”“最小安全系数”为目标的配电网重构数学模型,采用改进鼠群优化算法进行求解。针对传统鼠群算法随机初始种群的迭代次数较多问题,采用有序环网配合启发式规则在初始化阶段生成一个初始解;针对传统算法在运行过程中产生众多无效变异的问题,提出“映射规则”,最大化调用鼠群变异规则;为了避免最后结果未优化到最优,提出“最优个体微调策略”。采用IEEE33节点电力系统和Taipower84节点电力系统进行对比验证分析,证明了该文方法的通用性和有效性。     

含分布式电源配电网的快速电流保护方案

为了能更快地切除故障,在对含分布式电源(DG)配电系统进行故障分析的基础上,提出了一种适用于含DG配电网的快速电流保护方案.该方案需要在DG的上游区域为每个保护配置OC、DGOC、AOC、DGAOC 4个独立的保护模块,其中加速模块AOC和DGAOC可以利用跳开端断路器的动作信息来加速断开本端断路器.故障发生后,根据方向元件的判断结果,相应的保护模块可以自适应地启动并正确动作.仿真结果表明,该方案能够在不改变配电系统原有断路器配置的前提下快速地将故障线路从两端切除,并且不用将DG退出运行,可以使其继续维持对周围负荷的供电.因此,该保护方案能够改善含DG配电系统的保护性能.     

含分布式电源的配电网启发式孤岛划分方法

分布式电源接入配电网后,孤岛运行可以作为一种新的故障恢复方式,保障重要负荷的供电.本文提出了一种基于距离权重搜索孤岛的启发式孤岛划分方法,以恢复的重要负荷最多为主要目标,充分考虑孤岛安全运行的约束条件,计及不可控负荷的影响,引入距离权重来表征负荷与当前孤岛的距离远近,决定负荷并入孤岛的先后顺序.在先形成仅含分布式电源和相连支路的初始孤岛后,按负荷重要程度,依次并入距离当前孤岛最近的负荷,最后对划分好的孤岛进行安全校验和优化.仿真结果表明了该方法能在配电网发生故障后,动态划分合理的孤岛范围.     

含分布式电源的改进配电网随机潮流计算

随着分布式电源(DG)在配电网中所占比重的不断上升,系统面临不确定性增大、网架结构改变等问题的挑战,常规的潮流计算无法应对电网中存在的大量不确定因素.针对这一情况,文中提出一种基于帝国主义竞争算法(ICA)的配电网随机潮流.该方法可以方便地考虑各类拓扑结构、不同DG渗透率以及多个约束条件的复杂网络,且具有良好的收敛性.为了提高算法的寻优能力和收敛速度,在ICA基础上引入克隆进化算子.对改进的IEEE-33配电系统进行随机潮流计算,并与蒙特卡罗仿真法(MCS)比较.结果表明,所提方法具有较高的计算精度和实用价值.