文档介绍：第卷第期
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年月日
2012 5 25 May 25,2012
DOI:.1000-
闭环微电网快速接地保护实用化方案
牟龙华陆健张鑫
, ,
(同济大学电气工程系,上海市 201804)
摘要:微电源以微电网形式接入配电网,使其单向潮流、辐射供电方式转变为双向潮流、环网供电
方式;并网运行发生接地故障时,因微电源并网逆变器所产生的方向性助增故障电流或外汲故障电
流,可能导致传统继电保护装置拒动或误动。针对这一问题,文中提出一种适用于闭式环网的微电
网接地保护方案。该方案需将辐射、树干式配电线路改造成闭式环形配电线路,每段线路按需配置
第1类保护器和第2类加速保护器。第1类保护器以单端工频正序故障分量相位判定正向故障,
2个保护器同时为正向故障时,实现故障区域定位;第2类加速保护器在加速时段内根据对端保护
器动作情况,检测故障分量比值,实现故障区域快速隔离。通过理论分析和系统仿真验证了该保护
方案的有效性与可行性。
关键词:微电网;接地保护;虚拟同步发电机控制;正序故障分量;加速时段
引言流无关[6] 适合用做继电保护中的电气检测量因
0 ) , 。
此,本文针对微电网中存在的接地保护问题提出了
微电源(MS)也称小容量分布式电源(千瓦级),
一种适用于闭式环网的微电网接地保护方案。
包括光伏电池、小型风力发电机、微型燃气轮机、燃
料电池等能量利用率高碳化物排放量低易满足微电网拓扑结构
, 、, 1
负荷不断增长的电网需求,在与大电网互为补充的
MS以微电网形式接入配电网后,无论 MS 的
情况下可有效提高供电的可靠性[1]。为了开发分布
接入多少、特性如何,都始终保持双向潮流的线路拓
式电源的潜能,国内外学者开展了大量研究,实践表
扑,且闭式环网接线方式有以下2个优点[4]。
明[2]:MS以微电网形式接入到配电网并与大电网
1)并网运行时,可减少功率损耗、改善馈线电压
并网运行是新能源利用的有效形式之一。然而 MS
分布、灵活应对负荷增长需求,随着多种 MS 的出
和微电网的存在使配电网潮流具有双向性,而且大
现,接入的上限容量可进一步增加。
量电力电子设备、储能装置的引入改变了系统网络
)独立运行时, 耦合的电力电子接口故障
拓扑和运行特性,加之微电网在并网运行和独立运 2 MS
电流被限制在负荷电流的2 倍以下,不足以启动相
行2种工况下,接地短路电流大小不同且差异很大:
应的继电保护装置,而闭环接线方式在一定程度上
并网运行时,MS 并网逆变器的输出故障电流具有
弥补了这一缺陷, 越多效果越明显。保护器检
方向性;而独立运行时,其故障电流仅为负荷电流的 MS
测到近似故障全电流为:
2倍左右[3]。这些都将导致传统继电保护装置拒动
n
或误动。
Imf = KMSIMSi (1)
考虑到闭环运行的配电网相对于开环运行而 i∑=1
式中: 为第个的额定电流; 为故障系
言,在供电连续性和改善电能质量方面有优势,也更 IMSi i MS KMS
数一般可取
[4