CN102879668B - 含逆变型分布式电源配电网的非对称故障分析方法 - Google Patents
含逆变型分布式电源配电网的非对称故障分析方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102879668B CN102879668B CN201210344127.6A CN201210344127A CN102879668B CN 102879668 B CN102879668 B CN 102879668B CN 201210344127 A CN201210344127 A CN 201210344127A CN 102879668 B CN102879668 B CN 102879668B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mtd
- mtr
- msub
- mrow
- centerdot
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 7
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 5
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 claims description 4
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 2
- 238000011217 control strategy Methods 0.000 abstract description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
本发明公开了含逆变型分布式电源配电网的非对称故障分析方法,本发明结合分布式电源的故障穿越控制策略与输出特性,首先计算配电网正常运行时的公共联结点PCC的电压幅值UPCC,接着建立配电网故障时的公共联结点PCC的正序电压幅值的求解方程组,求解配电网故障时公共联结点的正序电压,从而实现对含逆变型分布式电源配电网的故障分析。与现有技术相比,本发明提高了故障分析的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及电力***故障分析方法,特别涉及含逆变型分布式电源配电网的非对称故障分析方法。
背景技术
对称分量法是非对称故障分析最主要的方法,对传统的同步电机而言,在正序网络中可采用电压源等值,而在负序网络中可采用阻抗等值。然而,逆变型分布式电源与传统的同步电机类型电源完全不同,其输出特性在非对称故障条件下完全由其控制策略决定,在正、负序网络中都不能采用传统的同步电机等值模型。因此,现有的故障分析方法必然会产生较大的误差。为实现含逆变型分布式电源配电网的非对称故障精确分析,必须从逆变型电源的等值模型和配电网故障分析模型上予以改进。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点与不足,本发明针对正序分量控制的逆变型分布式电源,提出了计及故障穿越控制策略与输出特性的配电网非对称故障分析方法,实现了含逆变型分布式电源配电网的非对称故障的精确分析。
本发明的目的通过以下技术方案实现:含逆变型分布式电源配电网的非对称故障分析方法,包括以下步骤(下述步骤中的各变量都表示标幺值):
S1计算配电网正常运行时的公共联结点(PCC)的电压幅值UPCC;
S2建立配电网故障时的复合序网,分布式电源只包含在正序网络中,建立配电网故障时的PCC的正序电压幅值的求解方程组,具体包括以下步骤:
S21根据配电网故障时的复合序网得到故障时的节点电压方程:
其中, 表示故障时的节点导纳矩阵;对角元素Yii为节点i故障时的自导纳,其值等于故障时接于节点i的所有支路导纳之和;非对角元素Y′ij为节点i、j间故障时的互导纳,当节点i、j间存在支路时,Y′ij等于直接联接于节点i、j间的支路导纳的负值;当节点i、j间不存在支路时,Y′ij=0;
表示为:
其中,
式中,Id·f、Iq·f分别表示故障时分布式电源输出有功电流与无功电流;P(0)、Iq(0)分别表示正常运行时分布式电源输出的有功功率与无功电流,Q(0)表示正常运行时分布式电源输出的无功功率,kq表示系数;
S22对式(1)进行线性变换,得到的求解方程组;
S3求解
S4求解Id·f、Iq·f;
S5定义Iad=Id·f+Iq·f,并判断Iad是否超过逆变器额定电流IVSC·n,若未超过则进行步骤S6,否则,令Id·f=IVSC·n-Iq·f,将Id·f、Iq·f表达式代入式(1),并重新计算后进行步骤S6;
S6利用式(1)计算中除外的节点电压;
S7根据下式计算节点j与节点k之间的支路电流:
其中,Zjk分别表示节点j与k之间的支路电流与支路阻抗,分别表示配电网故障时节点j、k的电压。
步骤S1所述计算配电网正常运行时PCC的电压幅值UPCC,具体包括以下步骤:
S11根据正常运行时配电网等值图得到正常运行时的节点电压方程:
其中, 表示正常运行时的节点导纳矩阵;对角元素Yij为节点i正常运行时的自导纳,其值等于正常运行时接于节点i的所有支路导纳之和;非对角元素Yij为节点i、j间正常运行时的互导纳,当节点i、j间存在支路时,Yij等于直接联接于节点i、j间的支路导纳的负值;当节点i、j间不存在支路时,Yij=0;
S12根据节点电压方程求得然后取绝对值得到UPCC。
与现有技术相比,本发明具有以下优点和有益效果:本发明通过计及逆变型分布式电源控制策略与输出特性,建立新的分布式电源暂态等值模型,能更加真实地反映分布式电源的故障电流特性;在此基础上建立新的配电网故障分析模型,提高了故障分析的准确性。本方法为含逆变型分布式电源配电网的设备选型与保护整定等方面提供了科学的依据,在工程实践中具有很强的实用性。
附图说明
图1为本发明的实施例的配电网单线图。
图2为本发明的实施例的含逆变型分布式电源配电网的非对称故障分析方法的流程图。
图3为本发明的实施例中图1所示的配电网故障时的复合序网图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图,对本发明作进一步地详细说明,但本发明的实施方式不限于此。
实施例
本实施例以图1所示的配电网为例,采用本发明含逆变型分布式电源配电网的非对称故障分析方法进行故障分析,如图2所示,包括以下步骤:
S1计算配电网正常运行时PCC的电压幅值UPCC,具体包括以下步骤:
S11根据正常运行时配电网等值图得到正常运行时的节点电压方程:
本实施例中正常运行时的节点电压方程为:
其中分别为正常运行时节点M、PCC的自导纳,为节点M、PCC之间的互导纳;Zs、ZL1、ZL2分别表示***的等值阻抗、PCC上游线路L1阻抗及PCC下游线路L2阻抗;表示***等值电势,取值为分布式电源额定电流;为正常运行时节点M的电压;为正常运行时PCC的电压;为注入M点的电流。
S12根据节点电压方程求得然后取绝对值得到UPCC;
S2建立配电网故障时的复合序网(如图3所示),分布式电源只包含在正序网络中,建立电网故障时的PCC的正序电压的求解方程组,具体步骤如下:
S21根据配电网故障时的复合序网得到故障时的节点电压方程:
其中, 表示故障时节点的导纳矩阵;对角元素Yii为节点i故障时的自导纳,其值等于故障时接于节点i的所有支路导纳之和;非对角元素Y′ij为节点i、j间故障时的互导纳,当节点i、j间存在支路时,Y′ij等于直接联接于节点i、j间的支路导纳的负值,当节点i、j间不存在支路时,Y′ij=0;
即
其中分别为故障时节点M、PCC正序电压节点、PCC负序电压节点的自导纳;为故障时节点M、PCC正序电压节点之间的互导纳;,表示PCC正序电压节点与PCC负序电压节点之间的互导纳,β为表示在线路L2中的故障位置,取值为0~100%;分别为故障时PCC的正、负序电压;为故障时DG注入PCC的电流;根据分布式电源控制策略,表示为:
其中,
式中,Id·f、Iq·f分别表示故障时分布式电源输出的故障电流、有功电流与无功电流;P(0)、Iq(0)分别表示正常运行时分布式电源输出的有功功率与无功电流,Q(0)表示正常运行时分布式电源输出的无功功率,kq表示系数;
S22对式(1)进行线性变换,得到的求解方程组,具体为:
以电压相位为基准,则 得到的求解方程组:
式中,a+jb=[1/(2βZL2+Zs+ZL1)+1/(Zs+L1)-jkq/Un](Zs+ZL1),c+jd=UPCCId(0)(Zs+ZL1),e+jf=j(Iq(0)+kqUPCC/Un)(Zs+ZL1);
S3求解
S4求解Id·f、Iq·f;
S5定义Iad=Id·f+Iq·f,并判断Iad是否超过逆变器额定电流IVAC·n,若未超过则进行步骤S6,否则,令Id·f=IVSC·n-Iq·f,将Id·f、Iq·f表达式代入式(1)及式(2),并重新计算后进行步骤S6;
其中,重新计算的过程如下:
将Id·f、Iq·f表达式代入式(1)及式(2),得到的求解方程组:
式中,a+jb=1/(2βZL2+Zs+ZL1)+1/(Zs+ZL1),c+jd=1/(Zs+ZL1);S6利用式(1)计算中除外的节点电压;
S7根据下式计算节点j与k之间的支路电流:
其中,Zjk分别表示节点j与k之间的支路电流与支路阻抗,分别表示配电网故障时节点j、k的电压。
本实施例的图1中,配电网***的等值阻抗Zs为1.3j(Ω),线路L1的等值阻抗ZL1、L2等值阻抗ZL2分别为1.18+3.56j(Ω)、0.59+1.78j(Ω),分布式电源额定容量与逆变器接口额定容量分别为4MW、8MVA,kq为2。由上述条件可得到IVSC·n=0.46kA。故障前分布式电源有功输出为额定值,无功输出为零。
下面列举两种不同短路条件予以说明:
情况1:
两相短路故障发生在L2线路末端,即β=100%,进行步骤S1~S4,计算得到的值为7.26kV,UPCC为10.1kV。由UPCC、可得Id·f、Iq·f、IDG·f分别为0.32kA、0.13kA、0.35kA。由于Id·f+Iq·f<IVSC·n,将Id·f、Iq·f代入配电网故障时节点电压方程可求得为4.10kV,分别为0.365kA、0.48kA, 都为0.48kA。
情况2:
两相短路故障发生在L2线路70%处,即β=70%,进行步骤S1~S4,并得到求解方程组,计算的值为6.92kV,UPCC为10.1kV。由UPCC、可得Id·f、Iq·f分别为0.33kA、0.14kA。由于Id·f+Iq·f>IVSC·n,重新计算Id·f、IDG·f为0.32kA、0.35kA。最后求得为4.10kV,分别为0.39kA、0.52kA,都为0.52Ka。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.含逆变型分布式电源配电网的非对称故障分析方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1计算配电网正常运行时的公共联结点PCC的电压幅值UPCC,具体为:
S11根据正常运行时配电网等值图得到正常运行时的节点电压方程:
其中, 表示正常运行时的节点导纳矩阵;对角元素Yii为节点i正常运行时的自导纳,其值等于正常运行时接于节点i的所有支路导纳之和;非对角元素Yij为节点i、j间正常运行时的互导纳,当节点i、j间存在支路时,Yij等于直接联接于节点i、j间的支路导纳的负值;当节点i、j间不存在支路时,Yij=0;
S12根据节点电压方程求得然后取绝对值得到UPCC;
S2建立配电网故障时的复合序网,分布式电源只包含在正序网络中,建立配电网故障时的公共联结点PCC的正序电压幅值的求解方程组,具体包括以下步骤:
S21根据配电网故障时的复合序网得到故障时的节点电压方程:
其中, 表示故障时的节点导纳矩阵;对角元素Y'ii为节点i故障时的自导纳,其值等于故障时接于节点i的所有支路导纳之和;非对角元素Y'ij为节点i、j间故障时的互导纳,当节点i、j间存在支路时,Y'ij等于直接联接于节点i、j间的支路导纳的负值,当节点i、j间不存在支路时,Y'ij=0;
表示为:
其中,
式中,Id·f、Iq·f分别表示故障时分布式电源输出的有功电流与无功电流;P(0)、Iq(0)分别表示正常运行时分布式电源输出的有功功率与无功电流,Q(0)表示正常运行时分布式电源输出的无功功率,kq表示系数;
S22对式(1)进行线性变换,得到的求解方程组;
S3求解
S4求解Id·f、Iq·f;
S5定义Iad=Id·f+Iq·f,并判断Iad是否超过逆变器额定电流IVSC·n,若未超过则进行步骤S6,否则,令Id·f=IVSC·n-Iq·f,将Id·f、Iq·f表达式代入式(1)及式(2),并重新计算后进行步骤S6;
S6利用式(1)计算中除外的节点电压;
S7根据下式计算节点j与节点k之间的支路电流:
其中,分别表示节点j与k之间的支路电流与支路阻抗,分别表示配电网故障时节点j、k的电压。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201210344127.6A CN102879668B (zh) | 2012-09-17 | 2012-09-17 | 含逆变型分布式电源配电网的非对称故障分析方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201210344127.6A CN102879668B (zh) | 2012-09-17 | 2012-09-17 | 含逆变型分布式电源配电网的非对称故障分析方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102879668A CN102879668A (zh) | 2013-01-16 |
CN102879668B true CN102879668B (zh) | 2014-12-03 |
Family
ID=47481064
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201210344127.6A Expired - Fee Related CN102879668B (zh) | 2012-09-17 | 2012-09-17 | 含逆变型分布式电源配电网的非对称故障分析方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN102879668B (zh) |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103487698B (zh) * | 2013-09-29 | 2016-01-20 | 国家电网公司 | 一种分布式电源接入配电网的故障分析方法 |
CN104022500B (zh) * | 2014-05-14 | 2016-02-03 | 华南理工大学 | 含V/f控制逆变型分布式电源的微电网故障分析方法 |
CN104331619B (zh) * | 2014-10-30 | 2017-07-14 | 国网上海市电力公司 | 一种含逆变器接口电源电力***的短路电流分析方法 |
CN104698396A (zh) * | 2015-03-17 | 2015-06-10 | 天津大学 | 一种并网逆变型分布式电源故障特性分析方法 |
CN104698346A (zh) * | 2015-03-31 | 2015-06-10 | 国网内蒙古东部电力有限公司通辽供电公司 | 含源配电网故障分析方法及装置 |
CN105305392B (zh) * | 2015-10-21 | 2018-12-21 | 国家电网公司 | 适用于含电压控型iidg配电网的短路计算对称分量法 |
CN106353564B (zh) * | 2016-09-30 | 2019-01-15 | 广东电网有限责任公司电力调度控制中心 | 计及v/x接线牵引变压器的电力***短路电流获取方法 |
CN106841850B (zh) * | 2016-12-24 | 2019-04-05 | 国网吉林省电力有限公司培训中心 | 一种含逆变型分布式电源的配电网故障分析方法 |
CN107064736B (zh) * | 2017-03-22 | 2019-04-09 | 华南理工大学 | 一种含多t接逆变型分布式电源配电网的故障定位方法 |
CN107576886A (zh) * | 2017-09-13 | 2018-01-12 | 华南理工大学 | 含逆变型分布式电源小电阻接地***的接地故障分析方法 |
CN108387818A (zh) * | 2018-01-23 | 2018-08-10 | 中国石油大学(华东) | 一种适用于含分布式电源树状配电网的故障测距方法 |
CN110018411B (zh) * | 2019-05-14 | 2021-06-15 | 集美大学 | 一种基于对称分量分析的逆变电路故障诊断方法 |
CN110880764B (zh) * | 2019-10-30 | 2023-05-23 | 华南理工大学 | 一种含逆变型分布式电源不平衡配电网的故障处理方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0276181A1 (fr) * | 1987-01-22 | 1988-07-27 | Schlumberger Industries | Procédé et dispositif pour la recherche de conducteurs endéfaut dans une ligne électrique |
CN101562332A (zh) * | 2009-05-27 | 2009-10-21 | 天津大学 | 含逆变型分布式电源配电网自适应电流速断保护方法 |
CN101813739A (zh) * | 2010-04-14 | 2010-08-25 | 天津大学 | 适用于特高压输电线路自适应三相对称故障选相的方法 |
-
2012
- 2012-09-17 CN CN201210344127.6A patent/CN102879668B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0276181A1 (fr) * | 1987-01-22 | 1988-07-27 | Schlumberger Industries | Procédé et dispositif pour la recherche de conducteurs endéfaut dans une ligne électrique |
CN101562332A (zh) * | 2009-05-27 | 2009-10-21 | 天津大学 | 含逆变型分布式电源配电网自适应电流速断保护方法 |
CN101813739A (zh) * | 2010-04-14 | 2010-08-25 | 天津大学 | 适用于特高压输电线路自适应三相对称故障选相的方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
张健.逆变型分布式电源故障特性分析及配电网保护策略研究.《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑 》.2012,(第7期),C042-284. * |
逆变型分布式电源故障特性分析及配电网保护策略研究;张健;《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑 》;20120715(第7期);C042-284 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102879668A (zh) | 2013-01-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102879668B (zh) | 含逆变型分布式电源配电网的非对称故障分析方法 | |
CN102866315B (zh) | 含逆变型分布式电源配电网的对称故障分析方法 | |
CN104022500B (zh) | 含V/f控制逆变型分布式电源的微电网故障分析方法 | |
CN101635456B (zh) | 输配电网联合状态估计的方法 | |
CN103345162A (zh) | 一种功率级数模混合仿真*** | |
CN102545252B (zh) | 基于三阶收敛牛顿法vsc-hvdc潮流计算方法 | |
CN105162099A (zh) | 一种确定分布式发电接入电网不对称短路电流的运算曲面法 | |
CN103793755B (zh) | 基于原对偶内点法的混合直流输电***最优潮流方法 | |
CN107576886A (zh) | 含逆变型分布式电源小电阻接地***的接地故障分析方法 | |
CN107272645A (zh) | 中性点经电阻接地的光伏电站并网故障模型与分析方法 | |
CN110797874A (zh) | 含电力电子变压器的交直流混合配电网状态估计方法 | |
CN107508322A (zh) | 一种考虑光伏电站并网的电力***短路故障计算方法 | |
CN107121604A (zh) | 一种不对称短路电流直流分量衰减时间常数获取方法 | |
CN106291046B (zh) | 混压同塔双回线单相跨单相的跨电压故障电流计算方法 | |
CN110880764B (zh) | 一种含逆变型分布式电源不平衡配电网的故障处理方法 | |
CN111339624B (zh) | 基于psasp和emtp/atp短路电流直流分量计算方法 | |
CN105305392B (zh) | 适用于含电压控型iidg配电网的短路计算对称分量法 | |
CN105977962B (zh) | 一种基于改进节点法的输电网-配电网联合故障分析方法 | |
CN107167707A (zh) | 一种基于参数未知的同杆双回线故障测距方法及装置 | |
CN110208634B (zh) | 一种复杂电力***不对称短路电流直流分量获取方法 | |
CN107480406B (zh) | 一种双馈风电机组短路电流计算的动态向量模型建立方法 | |
Zhu et al. | Control strategy of DC microgrid under unbalanced grid voltage | |
CN113447803A (zh) | 断路器开断能力校核的短路电流计算电压系数取值方法 | |
CN104092213A (zh) | 一种基于优化方法的不确定潮流支路功率分析方法 | |
Yang et al. | Power flow calculation for unbalanced three-phase distribution network with DGs based on phase-sequence hybrid modeling |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20141203 Termination date: 20200917 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |