[go: up one dir, main page]

CN115603287A - 考虑电流速断保护的分布式光伏最大接入容量实现方法 - Google Patents

考虑电流速断保护的分布式光伏最大接入容量实现方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115603287A
CN115603287A CN202110719714.8A CN202110719714A CN115603287A CN 115603287 A CN115603287 A CN 115603287A CN 202110719714 A CN202110719714 A CN 202110719714A CN 115603287 A CN115603287 A CN 115603287A
Authority
CN
China
Prior art keywords
maximum
current
distributed
capacity
photovoltaic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110719714.8A
Other languages
English (en)
Inventor
朱奕帆
孙天甲
凌晓波
刘海洋
黄震宇
涂崎
晁晨栩
郑晓冬
高飘
邰能灵
肖正光
贺杨烊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
State Grid Shanghai Electric Power Co Ltd
Shanghai Jiao Tong University
Original Assignee
State Grid Shanghai Electric Power Co Ltd
Shanghai Jiao Tong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by State Grid Shanghai Electric Power Co Ltd, Shanghai Jiao Tong University filed Critical State Grid Shanghai Electric Power Co Ltd
Priority to CN202110719714.8A priority Critical patent/CN115603287A/zh
Publication of CN115603287A publication Critical patent/CN115603287A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/26—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

一种考虑电流速断保护的分布式光伏最大接入容量实现方法，通过提前整定的方式在计算电流速断保护不误动的前提下开关站所能接入的最大光伏容量时，取电流增加百分比的最大值，进而计算得到可靠系数以及最大电流幅值，经转化为分布式光伏容量后计算得到最大光伏可接入容量，本发明考虑了故障期间分布式光伏不同的功率因数对电流速断保护保护范围的影响，无论分布式光伏故障期间功率因数如何，下级线路发生故障时，电流速断保护都不会误动，从而能避免因过量接入分布式光伏而造成电流速断保护误动的情况，能够给配电网对于分布式光伏消纳的评估提供理论依据。

Description

考虑电流速断保护的分布式光伏最大接入容量实现方法
技术领域
本发明涉及的是一种电力控制领域的技术，具体是一种考虑电流速断保护正常工作的分布式光伏最大接入容量实现方法。
背景技术
大规模分布式光伏接入配电网后，由于光伏发电的间歇性和输出电流与并网点电压的非线性关系，故障电流特性发生改变，分布式光伏会对并网开关站下游电流速断保护产生助增作用，使得电流速断保护的保护范围增大，这可能造成电流速断保护的误动，导致停电区域的扩大。此外，分布式光伏为一种逆变电源，其控制非常灵活，线路故障期间，分布式光伏可能处于不同的功率因数下，这会导致分布式光伏输出电流的相位发生变化，也会导致助增作用的强弱发生变化，加剧了分布式光伏接入配电网后电流保护保护范围的波动。
发明内容
本发明针对现有技术未考虑分布式光伏短路电流不同相位导致的助增作用强弱变化的不足，提出一种考虑电流速断保护的分布式光伏最大接入容量实现方法，基于分布式光伏的助增作用对配电网电流速断保护的影响，考虑了故障期间分布式光伏不同的功率因数对电流速断保护保护范围的影响，无论分布式光伏故障期间功率因数如何，下级线路发生故障时，电流速断保护都不会误动，从而能避免因过量接入分布式光伏而造成电流速断保护误动的情况，能够给配电网对于分布式光伏消纳的评估提供理论依据。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明涉及一种考虑电流速断保护的分布式光伏最大接入容量实现方法，通过提前整定的方式在计算电流速断保护不误动的前提下开关站所能接入的最大光伏容量时，取电流增加百分比的最大值，进而计算得到可靠系数以及最大电流幅值，经转化为分布式光伏容量后计算得到最大光伏可接入容量。
所述方法具体包括：
步骤1、分布式光伏所接开关站下游线路发生故障时，通过提前整定的方式在计算电流速断保护不误动的前提下开关站所能接入的最大光伏容量时，取电流增加百分比的最大值ΔI％；
步骤2、通过ΔI％+1<Krel I得到可靠系数Krel Ⅰ，计算出最大电流幅值
Figure BDA0003136074580000011
将其转化为分布式光伏容量
Figure BDA0003136074580000012
计算得到最大光伏可接入容量，其中：Iact Ⅰ为线路电流速断保护整定值，Krel Ⅰ为可靠系数，Ik为本段线路末端发生三相短路时保护流过的电流幅值，PPV为分布式光伏最大接入容量，UN为电网额定电压，k为分布式光伏过流倍数。
所述的电流增加百分比是指：当分布式光伏所接开关站下游线路发生故障时，分布式光伏对下游线路保护产生助增作用，电流增加量
Figure BDA0003136074580000021
其中：E为电网等效电压源的电势，ZS为系统等效阻抗，Z1为开关站到故障点的线路阻抗，Rg为过渡电阻，IPV为分布式光伏提供的短路电流，|·|为取相量的模；电流增加百分比
Figure BDA0003136074580000022
Figure BDA0003136074580000023
所述的电流增加百分比的最大值是指：当分布式光伏运行在不同的功率因数下，IPV的相位在分布式光伏不同的功率因数下范围为[0，360°]，电流增加百分比的范围为：
Figure BDA0003136074580000024
Figure BDA0003136074580000025
在计算电流速断保护不误动的前提下开关站所能接入的最大光伏容量时，取电流增加百分比的最大值，以此确保电流速断保护不误动。
技术效果
本发明整体解决了现有技术未考虑分布式光伏短路电流不同相位导致助增作用强弱变化的缺陷，本发明在推导电流速断保护不误动的前提下开关站所能接入的最大光伏容量时考虑了分布式光伏故障期间不同的功率因数，选取使得助增作用最大的情况，在此情况下推导电流速断保护不误动的前提下开关站所能接入的最大光伏容量。与现有技术相比，本发明考虑故障期间分布式光伏不同的功率因数，选取使得助增作用最大的情况，在此情况下推导电流速断保护不误动的前提下开关站所能接入的最大光伏容量。解决了现有技术默认故障期间默认分布式光伏输出功率因数为1而导致的最大光伏接入容量的误差，最终导致线路电流速断保护误动的问题。
附图说明
图1为本发明流程图；
图2为实施例10kV配电网示意图；
图3为实施例中未接入分布式光伏且线路末端发生三相短路时第二保护线路2流过电流示意图；
图中：(a)为瞬时值；(b)为幅值；
图4为实施例中光伏容量未超过最大接入容量时分布式光伏不同功率因数下第二保护线路2流过电流示意图；
图中：(a)功率因数为1；(b)功率因数为0.8；(c)功率因数为0.5；(d)功率因数为0；
图5为实施例中光伏容量超过最大接入容量时分布式光伏不同功率因数下第二保护线路2流过电流示意图；
图中：(a)功率因数为1；(b)功率因数为0.8；(c)功率因数为0.5；(d)功率因数为0。
具体实施方式
如图1所示，本实施例涉及一种考虑电流速断保护正常工作的分布式光伏最大接入容量实现方法，针对10kV辐射状含分布式光伏配电网结构的电路，包括：
步骤1、分布式光伏所接开关站下游线路发生故障时，通过提前整定的方式在计算电流速断保护不误动的前提下开关站所能接入的最大光伏容量时，取电流增加百分比的最大值ΔI％；
步骤2、通过ΔI％+1<Krel I得到可靠系数Krel Ⅰ，计算出最大电流幅值
Figure BDA0003136074580000031
将其转化为分布式光伏容量
Figure BDA0003136074580000032
计算得到最大光伏可接入容量。
如图2所示，本实施例采用上海地区10kV配电网作为验证，拓扑结构包括：首端变压器高压侧连接高电压等级电源，低电压等级向下级10kV线路供电，10kV配电网总体呈辐射状，每隔一段线路设置开关站，负荷和分布式光伏由开关站接入。
线路配置三段式电流保护，分布式光伏由开关站90408并网，本实施例根据图2中的线路、变压器、电压等级参数值，通过上述方法计算得到开关站最大光伏可接入容量为5.52MW，以下为第二保护线路2在不同分布式光伏接入容量下的电流速断保护动作特性的具体状态模拟：
当开关站90408未接入分布式光伏且当第二保护线路2的末端(图2中f1处)为功率因数为；发生金属性三相短路时，流过的电流如图3所示。由图可见，第二保护线路2流过的电流幅值为2.34kA，因此第二保护线路2电流速断保护整定值为2.34×1.1＝2.57kA。
①当开关站90408接入分布式光伏容量为4MW时，此时开关站90408接入的分布式光伏未超过开关站90408最大光伏可接入容量5.52MW，分布式光伏在故障期间提供功率的有功无功比例不同，即功率因数不同时，第二保护线路2流过电流如图4所示。由图可见，当开关站90408接入的分布式光伏未超过开关站90408最大光伏可接入容量时，无论分布式光伏处于何种功率因数下，第二保护线路2流过的电流始终小于电流速断保护的整定值，因此第二保护线路2不会发生下级线路首端短路时误动的情况。
②当开关站90408接入分布式光伏容量为6MW时，此时开关站90408接入的分布式光伏已经超过了开关站90408最大光伏可接入容量5.52MW，分布式光伏在故障期间提供功率的有功无功比例不同，即功率因数不同时，第二保护线路2流过电流如图5所示。由图可见，当开关站90408接入的分布式光伏超过开关站90408最大光伏可接入容量时，当分布式光伏功率因数为0时，第二保护线路2流过的电流大于电流速断保护的整定值，此时第二保护线路2存在下级线路首端短路时误动的风险。
与现有技术相比，本方法按照考虑电流速断保护正常工作的分布式光伏最大接入容量实现方法限值分布式光伏接入容量，可以有效避免电流速断保护误动的情况，提升配电网对故障的识别和隔离能力。
上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本发明原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本发明的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。

Claims (4)

1.一种考虑电流速断保护的分布式光伏最大接入容量实现方法，其特征在于，通过提前整定的方式在计算电流速断保护不误动的前提下开关站所能接入的最大光伏容量时，取电流增加百分比的最大值，进而计算得到可靠系数以及最大电流幅值，经转化为分布式光伏容量后计算得到最大光伏可接入容量。
2.根据权利要求1所述的考虑电流速断保护的分布式光伏最大接入容量实现方法，其特征是，具体包括：
步骤1、分布式光伏所接开关站下游线路发生故障时，通过提前整定的方式在计算电流速断保护不误动的前提下开关站所能接入的最大光伏容量时，取电流增加百分比的最大值ΔI％；
步骤2、通过ΔI％+1<Krel I得到可靠系数Krel Ⅰ，计算出最大电流幅值
Figure FDA0003136074570000011
将其转化为分布式光伏容量
Figure FDA0003136074570000012
计算得到最大光伏可接入容量，其中：Iact Ⅰ为线路电流速断保护整定值，Krel Ⅰ为可靠系数，Ik为本段线路末端发生三相短路时保护流过的电流幅值，PPV为分布式光伏最大接入容量，UN为电网额定电压，k为分布式光伏过流倍数。
3.根据权利要求2所述的考虑电流速断保护的分布式光伏最大接入容量实现方法，其特征是，所述的电流增加百分比是指：当分布式光伏所接开关站下游线路发生故障时，分布式光伏对下游线路保护产生助增作用，电流增加量
Figure FDA0003136074570000013
其中：E为电网等效电压源的电势，ZS为系统等效阻抗，Z1为开关站到故障点的线路阻抗，Rg为过渡电阻，IPV为分布式光伏提供的短路电流，|·|为取相量的模；电流增加百分比
Figure FDA0003136074570000014
Figure FDA0003136074570000015
4.根据权利要求2所述的考虑电流速断保护的分布式光伏最大接入容量实现方法，其特征是，所述的电流增加百分比的最大值是指：当分布式光伏运行在不同的功率因数下，IPV的相位在分布式光伏不同的功率因数下范围为[0，360°]，电流增加百分比的范围为：
Figure FDA0003136074570000016
Figure FDA0003136074570000017
在计算电流速断保护不误动的前提下开关站所能接入的最大光伏容量时，取电流增加百分比的最大值，以此确保电流速断保护不误动。
CN202110719714.8A 2021-06-28 2021-06-28 考虑电流速断保护的分布式光伏最大接入容量实现方法 Pending CN115603287A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110719714.8A CN115603287A (zh) 2021-06-28 2021-06-28 考虑电流速断保护的分布式光伏最大接入容量实现方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110719714.8A CN115603287A (zh) 2021-06-28 2021-06-28 考虑电流速断保护的分布式光伏最大接入容量实现方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115603287A true CN115603287A (zh) 2023-01-13

Family

ID=84840245

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110719714.8A Pending CN115603287A (zh) 2021-06-28 2021-06-28 考虑电流速断保护的分布式光伏最大接入容量实现方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115603287A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117060485A (zh) * 2023-08-15 2023-11-14 国网山东省电力公司电力科学研究院 一种有源配电网分布式光伏接入容量计算方法及系统
CN117200323A (zh) * 2023-09-12 2023-12-08 国网山东省电力公司电力科学研究院 一种考虑出线保护的分布式光伏接入容量计算方法及系统
CN117638868A (zh) * 2023-10-23 2024-03-01 天津大学 分布式光伏接入下配电网方向电流保护适用边界评估方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117060485A (zh) * 2023-08-15 2023-11-14 国网山东省电力公司电力科学研究院 一种有源配电网分布式光伏接入容量计算方法及系统
CN117200323A (zh) * 2023-09-12 2023-12-08 国网山东省电力公司电力科学研究院 一种考虑出线保护的分布式光伏接入容量计算方法及系统
CN117638868A (zh) * 2023-10-23 2024-03-01 天津大学 分布式光伏接入下配电网方向电流保护适用边界评估方法
CN117638868B (zh) * 2023-10-23 2024-06-04 天津大学 分布式光伏接入下配电网方向电流保护适用边界评估方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107069679B (zh) 一种对称双极mmc直流侧单极接地故障穿越和恢复方法
Park et al. The effect of SFCL on electric power grid with wind-turbine generation system
CN102799722B (zh) 一种风电场低电压穿越能力仿真验证方法
CN107039993B (zh) 对称双极柔性直流输电换流器功率转带控制方法
CN104009452B (zh) 一种用于直流配电系统短路故障的保护方案
CN108336750B (zh) 换流器、基于半vsc三极直流系统及其故障转移控制方法
Xu et al. Modular multilevel converter with embedded energy storage for bidirectional fault isolation
CN105305407B (zh) 一种光伏高压直流输电系统
CN109617118B (zh) 一种光伏电站直流升压汇集接入系统接地方式确定方法
CN115603287A (zh) 考虑电流速断保护的分布式光伏最大接入容量实现方法
CN103337870A (zh) 一种高压直流输电换相失败的防御方法
CN114447984B (zh) 适用海上风电汇集线路故障的低电压穿越控制方法及应用
CN102904280A (zh) 一种双馈风电变流器穿越电网故障的装置及方法
CN107342582A (zh) 一种环网状柔性直流输电系统的平波电抗器参数设计方法
CN202190083U (zh) 一种集中式风电场低电压穿越系统装置
CN110676882A (zh) 储能逆变器中双向ac/dc变换器交流侧的路由继电器电路及其控制方法
CN104393591A (zh) 供电系统
CN203561735U (zh) 风力发电机组的高电压穿越测试设备
CN110994674B (zh) 基于光伏电源支撑的电力电子变压器故障穿越方法
CN110763950B (zh) 一种柔性多状态开关单相接地故障穿越控制方法
CN109149614B (zh) 一种交直流混联系统交流线路重合闸方式整定方法
Dali et al. Short-circuit fault analysis and protection of stand-alone AC and DC microgrids
Wang et al. Study on AC transient overvoltage suppression of LCC-HVDC sending end system based on DC current control optimization
CN110649565B (zh) 一种高铁再生制动能量回馈系统的保护方法
CN113783221A (zh) 一种计及限流电感的柔性直流送端交流故障穿越方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination