基于主动探测的直流微电网故障区段辨识与快速恢复策略

冯怿彬，张雪松，汪湘晋，赵 波，郭 力

（1. 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院，浙江 杭州310014；2. 天津大学 智能电网教育部重点实验室，天津300072）

0 引言

近年来，分布式电源和直流负荷的大量接入导致中低压配电网的形态发生巨大变化。直流微电网以其运行效率高、转化环节少、便于新能源接入等优势，引起国内外学者的广泛关注［1-3］。然而，因微电网内的电力电子设备抗冲击能力较弱，且故障后直流电流上升迅猛，导致故障特征持续时间短［4］，给故障区段的准确辨识带来巨大挑战。可靠的故障辨识技术，是实现故障快速隔离的重要保障，对缩短系统停电时间、提高供电可靠性具有重要意义［5-6］。

现阶段，直流微电网的故障辨识与保护技术仍处于理论研究阶段，这已成为制约其推广应用的主要因素之一［7］。当前，直流微电网保护策略大部分都是基于传统交流保护思想，即被动接收故障信号，利用短窗提取电气量的暂态特征［8-9］，实现故障辨识。由于电力电子装置的脆弱性，直流微电网在隔离故障时将更依赖于断路器的快速开断能力和通信设备的可靠性，导致被动式保护在可靠性、速动性和经济性之间的矛盾难以调和［10-11］。因此，主动保护应运而生［12］。主动保护是指故障发生后，电力电子设备主动改变自身控制策略，进而改变系统的故障特性，以达到故障辨识和故障隔离的目的［10］。文献［13］在直流电流控制中注入方波信号，进一步改变模块化多电平换流器（MMC）上下桥臂子模块的投入数量，通过特征信号识别直流线路的故障类别。……