柔性中压直流配电网线路保护方案

戴志辉, 葛红波, 陈冰研, 焦彦军, 王增平

(河北省分布式储能与微网重点实验室(华北电力大学), 河北省保定市 071003)

柔性中压直流配电网线路保护方案

戴志辉, 葛红波, 陈冰研, 焦彦军, 王增平

(河北省分布式储能与微网重点实验室(华北电力大学), 河北省保定市 071003)

针对“手拉手”多端柔性直流配电系统的中压直流线路,设计了基于通信系统和直流断路器的继电保护方案。首先,介绍了柔性直流配电系统的配置和中压直流系统的故障特性;其次,针对系统危害较大的极间短路故障和小电阻接地故障,依靠电流量信息,根据每一保护安装处的线路电流状态矩阵,设计了能够识别故障类型和故障区间、在5 ms内隔离故障的速动保护;针对系统可能出现的大电阻接地故障情况,设计了以电压不平衡量作为启动判据,根据同一保护安装处的正负极不平衡电流状态矩阵,实现故障定位和故障隔离的后备保护;并针对可能出现的保护拒动或通信装置失灵现象设计了第一级远后备保护和第二级远后备保护;还考虑了保护系统和控制系统的配合以保证非故障区域的正常供电。最后,通过PSCAD/EMTDC仿真验证了所提保护方案的有效性。

直流配电系统; 直流断路器; 保护策略; 故障隔离; 故障识别

0 引言

随着新能源并网、电力电子技术的发展以及直流负荷的快速增长,基于电压源换流器(voltage source converter,VSC)的柔性直流配电网由于其具有线路损耗小、供电效率高[1-2],便于分布式电源和储能设备的接入[3],快速的潮流控制能力[4],便于现有配电网升级改造[5],以及有利于智能电网和能源互联网建设[6-7]的特点而成为当前国内外研究的热点。……