基于电压扰动微电网加速保护策略探究

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1、基于电压扰动微电网加速保护策略探究【摘要】针对传统配电网保护以及目前常用的几种微电网保护在微电网应用中的局限性，提出一种基于电压扰动的反时限加速保护策略。该保护是根据分布式电源输出电压发生扰动的情况来判断微电网内部是否发生故障，以及发生故障的类型和位置，同时利用MATLAB对该保护进行仿真分析，其仿真结果验证了它不仅能够保证故障时保护的可靠性，选择性和速动性，而且适用于微电网并网运行和孤岛运行2种状态，具有一定的参考和实用价值【关键词】扰动电压；微电网；并网运行；孤岛运行；MATLAB[Abstract】Viewtolimitationsontheapplicationsinmic

2、ro-gridoftraditiondistributionnetworkprotectionandcurrentlyusedseveralmicro-gridprotections,itproposedanacceleratedprotectionstrategybasedonvoltagedisturbanceacceleration.Theprotectionisbasedonthevoltagedisturbanceofdistributedpowertodeterminewhethertheinternalmicro-gridfauIts,aswellasthetypea

3、ndlocationoffailure,andusesMATLABtoSimulateandanalyses,theresuItsverifythatitisnotonlyabletoguaranteethereliability,selectivityandspeedofprotection,butalsoformicro-gridinnet—con0前言随着电力电子技术的发展和新能源的普及，微电网已在整个电网中起到了至关重要的作用。由于目前的微电网一般都是直接接入低压配电网的，且低压配电网又主要采用电流速断保护和过电流保护，同时新型微电源使用大量的逆变器，使得微电网系统发生故障

4、时，微型电源输出的故障电流不超过正常运行电流的两倍，以致过电流保护不能动作，同时还不能满足微电网的保护范围及保护配合要求，从而给电力系统的保护带来了新的问题和挑战。针对此种情况，目前对于微电网的保护，也提出了几种比较有效的保护措施，但它们在实际的工程应用中也存在一定的问题。如三相四线低电压保护，该保护虽可以反映微电网中的各种故障，但由于涉及序量的计算，使保护的实现更加复杂［1］;由工控机实现的实验室微电网保护系统，其硬件平台比较复杂，投资费用较大［2］；而将Agent技术应用于继电保护的这种保护方法虽然能够自适应电力系统的各种变化，但Agent在继电保护中的应用刚刚起步，尚不成熟［

5、3-5］鉴于以上各种保护的特点，本文提出了一种基于电压扰动的反时限加速保护策略，此保护不仅可以准确的判断故障的类型和位置，而且能够保证系统在发生故障时具有优良的动作性能，满足继电保护选择性和快速性的要求1基于电压扰动的反时限加速策略保护原理基于电压扰动的反时限加速保护策略实际上是一种根据分布式电源输出电压发生扰动的情况来判断微电网内部是否发生故障，以及发生了何种类型的故障的一种保护，同时此保护还可以根据扰动电压的强弱来控制保护的动作速度。它是一种适用于微电网自身保护的快速检测方法，具体如下所示[6]首先，利用标准的电压互感器检测微电源出口的三相端电压，然后将其进行派克变换，具体见式

6、（1）UUU二cos?兹cos（?兹-？仔）cos（?兹+?仔）-sin?兹-sin（?兹-？仔）-sin（?兹+?仔）UUU（1）然后，设定一个周期更新的参考信号Udref、，Uqref与Ud、Uq进行比较，得到扰动电压UDIR1、UDIR2,具❷w见式（2）所示。其中，扰动电压的上下限决定了故障检测的灵敏度[5]u=u-uU=U-U（2）同时，为了确保扰动电压不是由测量系统的噪声所引起，将扰动电压U和U通过低通滤波器进行过滤，然后送入两重迟滞比较器与其相应运行方式下的门槛电压进行比较，如果扰动电压大于相应的门槛电压，则判断系统发生了故障，反之，则处于正常运行状态由于在不同的故障

7、状态下，扰动电压的大小与类型均有较大的变化，故通过扰动电压的变化情况就可以实现各种故障类型的判别，同时，扰动电压的大小与故障发生的位置和严重程度有关。即扰动电压与门槛值的差值越大，故障离微电源保护安装处的距离就越近，反之，就越远。故扰动电压与门槛电压的比值也可以敏感的反应故障的位置和严重程度，即比值越大，故障离保护安装处距离越近，则相应的保护就应该动作越快，因此基于以上理论提出电压扰动的反时限加速保护策略，其保护的动作时间，可按式（3）整定［7］：t=（3）其中，tp