FNL_1x1资料认识与应用(GrADS)- 兰溪整合版(grib1 grib2)

DATA命令用于指定数据文件存放的路径，为必须命令。

mplus只能读取ASCII格式的文件〔.dat 和.txt文件〕一般可以通过，spss中进行另存为该文件类型生成。

同时也可以直接在Excel 或者是记事本中进行生成，但是注意在Excel中和记事本中的数据不包括任何的变量名称信息，只能是数据。

一般我们会将mplus的语句文件〔.inp)和数据文件放在同一个文件夹中，这样就可以直接用“〔数据文件名〕;〞表示。

但是如果保存的不是同一个文件夹下，需要制定数据所在的路径。

数据格式分为固定和自由格式，一般社会科学中样本量不是很大，一般采用自由格式，而当数据量较大时可以采用固定格式，提高运行速度。

自由格式可以通过如下列图所示在spss 中得到，注意将下面是否包含变量名去掉。

mplus还可以采用协方差矩阵以及相关矩阵的汇总数据进行分析。

这个时候需要加上"nobservations="来表示样本量的大小。

如下列图所示为两种相关矩阵的数据结构〔相关矩阵需要加上平均数和标准差用来得到协方差矩阵，协方差矩阵不需要〕。

同时data命令下加上"TYPE IS CORRELATION MEANS STDEVIATIONS; "命令。

假设采用协方差矩阵，在data命令下加上“TYPE is covariance".1.1 模型表述1.1.1 测量模型1.1.2 结构模型1.1.3 模型表达方程1.2 模型识别1.3 模型估计1.4 模型评估1.5 模型修正附录1.1 将总体方差／协方差表达为模型参数的函数附录1.2 结构方程模型的最大似然函数第二章验证性因子分析模型2.1 验证性因子分析模型根底知识2.2 连续观察标识的验证性因子分析模型2.3 非正态与删截连续观察标识的验证性因子分析模型2.3.1 非正态性检验2.3.2 非正态数据的验证性因子分析模型2.3.3 删截标识的验证性生因子分析模型2.4 分类观察标识的验证性因子分析模型2.5 高阶验证性因子分析模型附录2.1 BSI-18 量表附录2.2 条目可靠度附录2.3 Cronbacha系数附录2.4 分类结局测量的连接函数和概率计算第三章结构方程模型3.1 MIMIC模型3.2 结构方程模型3.3 单标识变量中测量误差的校正3.4 检验涉及潜变量的交互作用附录3.1 测量误差的影响第四章潜开展模型4.1 线性潜开展模型4.2 非线性潜开展模型4.3 多结局测量开展过程的线性潜开展模型4.4 两部式潜开展模型4.5 分类结局测量的潜开展模型第五章多组模型5.1 多组验证性因子分析模型5.1.1 多组一阶验证性因子分析模型5.1.2 多组二阶验证性因子分析模型5.2 多组结构方程模型5.3 多组潜开展模型第六章结构方程建模的样本量估计6.1 结构方程模型样本量估计的经验法那么6.2 satorra-Saris法估计样本量6.2.1 应用satorra-Saris法估计CFA模型的样本量6.2.2 应用satorra-Saris法估计LGM模型的样本量6.3 蒙特卡罗模拟法估计样本量6.3.1 蒙特卡罗模拟法估计CFA模型的样本量6.3.2 蒙特卡罗模拟法估计LGM模型的样本量6.3.3 蒙特卡罗模拟法估计具有协变量的LGM模型样本量6.3.4 蒙特卡罗模拟法估计具有协变量和缺失值的LGM模型样本量6.4 基于模型拟合统计量／指标的SEM样本量估计本文来自: 人大经济论坛LISREL、AMOS等结构方程模型分析软件版，详细出处参考：2.1 Mplus简介Mplus是一款功能强大的多元统计分析软件其综合了数个潜变量分析方法于一个统一的一般潜变量分析框架内。

中国现代医生2019年10月第57卷第29期·药物与临床·CHINA MODERN DOCTOR Vol.57No.29October 2019支气管哮喘是一种以嗜酸性粒细胞、肥大细胞反应为主,同时以气道慢性炎症和气道高反应性为特征的多发病及常见病。

作为临床上最为常见的一种呼吸系统疾病,重症哮喘患者病情程度往往比较严重[1],具有临床病死率高、病情危重等诸多特点[2]。

严重威胁着患者的身心健康,为了能够达到更高的救治效率,必须要对此类患者病情发生的转归和病情发展进行全面的了解和掌握,并且及时采取有针对性的治疗措施。

我院为分析甲泼尼龙序贯治疗哮喘重度急性发作的疗效和安全性,开展了专题研究,现报道如下。

1资料与方法1.1一般资料选取2017年11月~2018年11月期间我院收治哮喘重度急性发作患者100例,随机分为对照组47例和试验组53例。

所有患者均对本研究知情,本研究经甲泼尼龙序贯治疗哮喘重度急性发作的疗效和安全性分析王芮琦沈波东北国际医院皇姑院区呼吸内科,辽宁沈阳110000[摘要]目的分析甲泼尼龙序贯治疗哮喘重度急性发作的疗效和安全性。

方法选取2017年11月~2018年11月期间我院收治哮喘重度急性发作患者100例,随机分为对照组47例和试验组53例。

给予对照组氢化可的松治疗,给予试验组患者甲泼尼龙序贯治疗。

比较分析两组患者肺功能FEV1值、FEV1占预计值%、FVC 值、EOS 计数、血清总IgE、血气指标PaO 2、PaCO 2。

结果治疗后试验组患者FEV1、FEV1占预计值%明显降低,FVC 值明显上升,与对照组比较差异有统计学意义(P <0.05),试验组患者PaCO 2指标显著低于对照组,PaO 2显著高于对照组(P <0.05)。

治疗前两组患者血清总IgE 和EOS 计数无明显差异,治疗后试验组患者血清总IgE 和EOS 计数明显低于对照组,差异有统计学意义(P <0.05)。

㊀㊀㊀㊀收稿日期:2021-01-17;修回日期:2021-04-12基金项目:国家自然科学基金(52007138)通信作者:刘毅力(1974-),男,硕士,副教授,主要从事电力系统自动化㊁智能电网在线监测理论与技术研究;E -m a i l :476895391@q q.c o m 第37卷第1期电力科学与技术学报V o l .37N o .12022年1月J O U R N A LO FE I E C T R I CP O W E RS C I E N C EA N DT E C H N O L O G YJ a n .2022㊀一种适用于直流微网的电流差动保护李佼洁1,刘毅力1,沈志雨1,方存龙2(1.西安工程大学电子信息学院,陕西西安710048;2.国网安徽省电力有限公司滁州供电公司,安徽滁州239000)摘㊀要:直流微网线路发生故障时,故障电流的迅速飙升对系统供电的可靠性极其不利,因此快速检测并切除故障对其可靠运行至关重要㊂传统电流差动保护具有良好的速动性和选择性,但其灵敏度受短路阻抗影响较大,在高阻短路故障时可能出现拒动问题㊂在此背景下,针对放射形直流微电网,根据故障点两端电流变化特性,引入低制动系数实现对高阻故障的检测,并在P S C A D /E M T D C 中搭建直流微网模型对保护方案进行仿真验证,结果表明被保护线路发生不同短路阻抗故障时,改进的保护方案均能够准确识别并切除故障㊂关㊀键㊀词:直流微网;电流差动保护;双斜率;短路阻抗D O I :10.19781/j.i s s n .1673-9140.2022.01.007㊀㊀中图分类号:TM 773㊀㊀文章编号:1673-9140(2022)01-0055-09R e s e a r c ho na c u r r e n t d i f f e r e n t i a l p r o t e c t i o n s u i t a b l e f o rD Cm i c r o gr i d L I J i a o j i e 1,L I U Y i l i 1,S H E NZ h i y u 1,F A N GC u n l o n g2(1.S c h o o l o fE l e c t r o n i c a n d I n f o r m a t i o n ,X i a nP o l y t e c h n i cU n i v e r s i t y,X i a n710048,C h i n a ;2.S t a t eG r i dA n h u i E l e c t r i cP o w e rC o m p a n y C h u z h o uP o w e r S u p p l y C o m p a n y,C h u z h o u239000,C h i n a )A b s t r a c t :W h e na f a u l t o c c u r s o naD C m i c r o g r i d l i n e ,t h e r a p i d s u r g e o f f a u l t c u r r e n t i s e x t r e m e l y de t r i m e n t a l t o t h e r e l i a b i l i t y of t h e s y s t e m p o w e r s u p p l y .T h e r e f o r e ,a q u i c k f a u l t d e t e c t s a n d r e m o v e i s i m p o r t a n t f o r t h e r e l i a b l e o pe r a -t i o nof p o w e r s u p p l y .T h e t r a d i t i o n a l c u r r e n t d i f f e r e n t i a l p r o t e c t i o nh a sg o o d q u i c kr a p i d i t y a n ds e l e c t i v i t y .H o w e v e r ,i t s s e n s i t i v i t y i s g r e a t l y a f f e c t e db y th e s h o r t ci r c u i t i m p e d a n c e a n dm a y l e a d t o t h em a l f u n c t i o n o f p r o t e c t i o nu n d e r t h e h i g h r e -s i s t a n c e s h o r t c i r c u i t f a u l t .A i m i n g a t t h e r a d i a l t o p o l o g y o f D Cm i c r o -g r i d s ,a c c o r d i n g t o t h e c u r r e n t v a r i a t i o n c h a r a c t e r i s t i c s a t b o t h s i d e s o f t h e f a u l t p o i n t ,a l o wb r a k i n g c o e f f i c i e n t i s u t i l i z e d t o r e a l i z e t h e d e t e c t i o n o f h i g h r e s i s t a n c e f a u l t s ,a n d t h e p r o t e c t i o n s c h e m e i s s i m u l a t e d a n d v e r i f i e db y b u i l d i n g aD C m i c r o -gr i dm o d e l i nP S C A D /E M T D C .T h e s i m u l a t i o n r e s u l t s i n d i c a t e t h a t t h e i m p r o v e d p r o t e c t i o n s c h e m e c a n a c c u r a t e l y i d e n t i f y a n d r e m o v e t h e f a u l t sw h e n d i f f e r e n t s h o r t -c i r c u i t i m p e d -a n c e f a u l t s o c c u r i n t h e p r o t e c t e dD C l i n e s .K e y wo r d s :D C m i c r o -g r i d ;c u r r e n t d i f f e r e n t i a l p r o t e c t i o n ;d u a l s l o p e ;s h o r t -c i r c u i t i m p e d a n c e ㊀㊀近年来,随着中国可再生能源产业的迅猛发展,以及电力系统中分布式电源(d i s t r i b u t e d g e n e r a -t i o n ,D G )渗透率的不断提升,正推动着微电网的建设规模逐渐壮大㊂直流微网作为一种新型组网方式,可更加可靠地接纳各种分布式电源㊁负载及储能装置,对实现能源可持续发展具有重要意义,将成为未来智能电网的重要组成部分㊂然而,其拓扑结构的特殊性使得短路故障对系统安全构成极大的威Copyright ©博看网. All Rights Reserved.电㊀㊀力㊀㊀科㊀㊀学㊀㊀与㊀㊀技㊀㊀术㊀㊀学㊀㊀报2022年1月胁,目前发展已非常成熟的交流配网保护技术难以直接运用㊂因此直流微网的故障保护技术仍处于发展阶段,制约着直流微网的大规模推广和应用[1-2]㊂目前现有的保护方案主要可分为单端量保护和基于通信的保护[3],单端量保护主要是利用电流㊁电压等电气量实现故障识别,需要通过复杂的整定和适当的延时实现上下级配合,如过电流保护㊁电流变化率保护[4]等,对直流微网而言误动的可能性较大㊂文献[5]提出了基于暂态电流变化率绝对值的反时限保护方案,可通过自适应调节保护动作配合时间,达到快速切除故障的目的,但抗过渡电阻能力未知㊂基于通信的保护主要是利用智能装置切除和隔离故障,无需复杂的整定且具有绝对的选择性[6]㊂文献[7]利用智能电子设备,配合电流差动保护对环形微网节点电流和断路器进行监控,可有效地实现故障隔离,但在高阻故障时灵敏性可能存在欠缺;文献[8]提出了基于母线功率变化率的新型差动保护,有效地解决了高阻短路保护拒动的问题,但由于潮流分布存在差异,此方法仅适用于环形直流微网㊂本文以低压放射形直流微网为研究对象,采用双斜率电流差动保护作为主保护,欠电压保护和电流变化率保护作为后备保护,并基于P S C A D 仿真软件验证此方案对于不同接地阻抗的有效性㊂1㊀直流微网的故障分类及特征分析放射形直流微网主要由光伏(D G )㊁储能装置(蓄电池)㊁换流器(A C -D C ㊁D C -D C )和直流负载组成,如图1所示㊂图1中,公共连接点(po i n t o f c o m -m o n c o u p l i n g,P C C )为大电网与微网并网的耦合点,L 1㊁L 2分别为并网换流器和负载与直流母线相连的电缆线路,B R K 1~8为各支路的直流断路器㊂其中并网换流器为电压源型换流器(v o l t a ge s o u r c e c o n -v e r t e r ,V S C ),采用对称单极接线方式便于故障检测㊂系统故障类型可大致分为极间短路故障和单极接地故障[9]㊂在实际运行中,单极接地故障发生频率远大于极间故障,但后者对系统的危害更加严重㊂由于采用的保护方案主要针对V S C 整流侧故障,负载和D G 支路不存在分段,仅需配置简单的过流保护即可,故不再详细展开阐述㊂AC-DC大电网并网换流器（AC 鄄DC ）PCCBRK1BRK2L 1L 1BRK1BRK2BRK3BRK4BRK5BRK6BRK7BRK8L L 蓄电池直流负载光伏电源+图1㊀放射形直流微电网结构F i gu r e 1㊀R a d i a l s t r u c t u r e o fD C m i c r o -g r i d 1.1㊀极间短路故障分析直流微网发生极间短路故障时,其等效电路如图2所示㊂图2中,R 0㊁L 分别为V S C 到故障点的等效电阻和电感,R f 为短路阻抗,C 为直流侧大电容,U d c 为直流母线电压,D 1~D 6为续流二极管㊂其暂态响应可分为3个阶段,如图3所示㊂1)电容放电阶段㊂在故障发生时刻,V S C 紧急闭锁,直流侧大电容快速向故障点放电[10],U d c 迅速下降,故障电流迅速上升㊂此时有:i f =i V S C +i c(1)式中㊀i f 为故障电流;i V S C 为交流侧电流;i c 为电容放电电流㊂因i c >>i V S C ,故交流侧电流可忽略不计,即i f ʈi c ,其等效电路如图3(a )所示㊂此时直流电容㊁65Copyright ©博看网. All Rights Reserved.第37卷第1期李佼洁,等:一种适用于直流微网的电流差动保护线路阻感及短路阻抗构成R L C 二阶振荡电路,即L C e q d u 2cd t2+R C e q d u c d t +u c =0(2)式中㊀u c 为直流侧电容电压;C e q 为等效放电电容,C e q =C 2/2C =C /2;R 为等效短路电阻,R =R 0+R f ㊂对于直流微网,该故障回路通常为欠阻尼振荡,即R <2L /C e q ㊂Ri R Rf U dc R 0/2i fVSCD D 2D L L L D 4D 5D 6-R R R U a U b U c图2㊀极间短路故障时V S C 等效电路F i gu r e 2㊀E q u i v a l e n t c i r c u i t o fV S C i n i n t e r -p o l e s h o r t c i r c u i t f a u l t若U 0和I 0分别为发生故障时VS C 直流侧的初始电压和电流,则方程的解为u c (t )=U 0ω0ωe -R 2L t s i n (ωt +β)-I 0ωC e qe -R 2L s i n (ωt )(3)电容放电电流为i c (t )=-I 0ω0ωe -R 2L t s i n (ωt -β)+U 0ωLe -R 2L t si n ωt (4)式中㊀ω为角频率,ω=1L C e q -R 2L æèöø2;ω0为初始角频率,ω0=1/L C e q ;β为初始相位角,β=a r c t a n (2ωLR)㊂i L 的时域表达式为i c (t )=e -R2Lt C e q LU 20+I 20㊃s i n 1L C e q -R 2L )2t +a r c t a n I 0U 0L C e q æèöøæèöø(5)令θ=a r c t a n I 0U 0L C e qæèöø,A =C e q L U 20+I 20,由式(5)可得:i c (t )=A e -R2Lts i n (ωt +θ)(6)㊀㊀由式(6)可知,V S C 直流侧短路时,初始电压U 0与电流I 0越大,放电电流的峰值就越高㊂u C +-（a ）电容放电阶段（b ）二极管续流阶段（c ）交流侧馈电阶段i 图3㊀极间短路故障暂态响应的3个阶段F i gu r e 3㊀3s t a g e s o f t r a n s i e n t r e s p o n s e o f i n t e r -po l e s h o r t c i r c u i t f a u l t 2)二极管续流阶段㊂随着电容放电过程的进行,电容端电压逐渐降至交流侧电压,此时二极管承受正向电压而导通㊂与此同时电感放电,此刻流经二极管的电流为电感放电电流与交流侧电源电流之和㊂该阶段可看作R L 一阶回路,如图3(b )所示㊂电感电流衰减规律为i L (t )=I ᶄ0e -(R /L )t(7)式中㊀I ᶄ0为初始电感放电电流㊂由于电感放电电流的初值较大,会使二极管中流过冲击性电流,若其过流能力较低则会有损坏的可能㊂3)交流侧馈电阶段㊂当电容电压逐渐低于交流侧电压,二极管开始流过反向电流,系统进入交流侧馈电阶段,等效回路如图3(c )所示,相当于工作在交流侧短路状态㊂分析可知,保护须在电容放电结束前动作,以防故障范围的进一步扩大,同时二极管须具备一定的过流能力㊂1.2㊀单极接地短路故障分析直流微网发生单极接地故障等效电路如图4所示,回路①和②分别表示故障的2个阶段㊂75Copyright ©博看网. All Rights Reserved.电㊀㊀力㊀㊀科㊀㊀学㊀㊀与㊀㊀技㊀㊀术㊀㊀学㊀㊀报2022年1月iUULDL图4㊀单极接地短路故障时V S C 的等效电路F i gu r e 4㊀E q u i v a l e n t c i r c u i t o fV S C i na s i n g l e -po l e g r o u n d s h o r t c i r c u i t f a u l t 由于大电容中性点接地,所以在电容放电阶段,故障阻抗接地点与电容中性点等电位,形成R L C 二阶回路㊂而正负极的电容依旧各承担一半V S C 整流后的电压,回路方程为12L C d u c2d t 2+(12R 0+R f )C d u c d t +u c =0(8)式中㊀u c 为正极电容电压㊂当12R 0+R f <2L C 时,电容放电为欠阻尼振荡;当12R 0+R f >2L C时,电容放电为过阻尼振荡㊂该阶段结束以后进入二极管续流阶段,原理同极间故障第2阶段㊂对于2种故障类型的电容放电阶段,当线路发生金属性短路,或短路阻抗较小时,为二阶欠阻尼振荡过程;当短路阻抗较大时,为二阶过阻尼振荡过程㊂由于极间短路故障以金属性故障为主,一般为欠阻尼过程;单极接地故障可能为欠阻尼或过阻尼过程[11]㊂2㊀保护方案2.1㊀改进的电流差动主保护由文第1节分析可知,2种故障对微网系统和器件都具有一定危害性,其故障特性要求系统的保护装置动作更加准确迅速[12]㊂由于直流微网线路较短,故障电流受短路阻抗变化的影响较大且特征相似,可能导致传统的过电流保护㊁电流速断保护㊁电流变化率保护等误动㊂而电流差动保护仅需考虑线路两端电流差值,整定容易,动作迅速且具有绝对的选择性[13],因此可应用于直流微网线路的主保护中㊂传统电流差动保护的动作判据为I d >K I r eI d >I qI d =|I m +I n |I r e =|I m -I n |ìîí(9)式中㊀I m ㊁I n 分别为被保护线路两端的电流,规定电流由母线指向被保护线路为正方向;I d 为差动电流;I r e 为制动电流;K 为比率制动系数,0<K <1;I q 为保护的启动值㊂相比于极间短路故障,直流微网单极接地故障电流较小,对电力设备的危害度相对较轻㊂为保证差动保护不拒动,保护须尽可能识别由危害度较轻的故障引起的电流幅值变化,即高阻接地故障㊂而传统的差动保护须兼顾区外故障判定的可靠性,从而K 值不能过低[14],这很可能导致保护无法检测出由区内高阻故障产生的过小的差动电流,灵敏性偏低,不能及时切除故障㊂为了实现对高阻故障的检测,本文采用双斜率电流差动保护作为主保护,即引入一级判定依据,保护逻辑如图5所示㊂其中,K 1㊁K 2分别为高㊁低制动系数,Δt 为判据所需延时,其余物理量的含义同式(9)㊂I d >I q I m ·I n >0>K 1·d >K ·I Δ③①out图5㊀双斜率电流差动保护逻辑F i gu r e 5㊀L o g i c o f d o u b l e s l o p e c u r r e n t d i f f e r e n t i a l pr o t e c t i o n 1)判据①用于开放保护,当差动电流达到启动值时开放,反之闭锁㊂对于正常运行和区外故障状态下的被保护线路,无论是单端供电还是双端供电,线路两端电流均等值反向,差动电流为0,保护不动作㊂2)判据②㊁③为低阻故障判据㊂发生区内低阻故障时,双端供电线路的故障点两端电流同向,判据②㊁③均满足,保护瞬时动作;对于单端供电线路,尽管故障点两端电流反向,但I d 和I r e 会有明显的差值,满足判据③,保护同样会立即动作㊂3)判据④为高阻故障判据㊂此情况下线路两端85Copyright ©博看网. All Rights Reserved.第37卷第1期李佼洁,等:一种适用于直流微网的电流差动保护电流反向,但存在一定的电流差,即I m ʂI n ,当装置检测出故障电流满足判据④,且持续时长ȡΔt ,则判定为区内高阻故障,保护动作,否则判定为系统扰动产生的不平衡电流㊂4)其他情况则视为区外故障,保护不动作㊂需要说明的是,对于判据④,为了避免K 2设置过低造成区外故障保护误动,参考现有的微机差动保护装置,实际应用中K 2的取值通常按照线路2端电流互感器变比的最大误差为10%来整定,取值范围一般为0.2~0.5;延时Δt 的设置是为了防止系统中的瞬时干扰造成保护误判,当且仅当满足延时条件判定为区内高阻故障时,保护才会动作㊂2.2㊀欠电压与电流变化率相结合的后备保护为了防止主保护拒动时危害系统安全,须配备后备保护作为第2道防线㊂由于在电流差动保护中增加了高阻判据,因此需要根据不同的故障类型及故障短路阻抗大小配备相应的后备保护㊂1)当直流微网发生极间短路和单极接地故障时,并联二极管的过电流耐受能力有限,因此要求外部保护尽可能快速动作,其中极间短路故障的动作时限要求在10m s 之内[15]㊂根据故障瞬间直流母线电压会迅速跌落这一特征,选用其电压幅值突变量作为欠电压保护的启动判据,理论上可满足V S C直流侧保护动作时限要求[16]㊂其保护判据为U r <U s e tU s e t =0.8U d c{(10)式中㊀U r 为母线电压实际值;U s e t 为欠电压保护整定阈值;U d c 为直流母线额定电压㊂当直流母线电压下降至额定电压的80%时,多数电气设备仍能正常工作[17],因而设置整定值为正常运行期间母线电压的0.8倍㊂当检测到母线电压降低至整定阈值且经延时后仍未恢复至正常电压时,保护动作将故障线路切除㊂此处设置的延时时间应小于并联二极管的过电流耐受时间㊂2)当直流微网发生单极高阻接地故障时,其直流母线电压仅表现为微小的波动,欠电压保护不会动作㊂相较于低阻故障,高阻故障时电流不会出现很高的峰值,但依旧会以很高的速率上升,因此可以根据故障电流变化率特性配置对应的后备保护[18]㊂其保护判据为d i f /d t >d i f /d t se td i f/d t s e t=K r e ld i f/d t m a x{(11)式中㊀d i f /d t 为故障电流变化率的绝对值;d i f/d t s e t为电流变化率的整定值;K r e l 为可靠系数,一般取0.9-0.95;d i f/d t m a x为高阻故障时线路末端出现的最大电流变化率的值㊂作为主保护高阻判据对应的后备保护,其设置的延时应大于电流差动保护高阻判据的动作时间㊂综上,保护判据流程如图6所示㊂结束采集数据开始是否满足低阻判据N是否满足高阻判据Y 跳闸断路器是否断开NN是否满足电流变化率保护N极间短路或单极低阻接地故障跳闸断路器是否断开启动欠电压保护YYYYN图6㊀保护判据流程F i gu r e 6㊀F l o wc h a r t o f p r o t e c t i o n c r i t e r i a 3㊀仿真验证为了验证上文所述保护方案的有效性,在P S C A D /E MT D C 中搭建了放射形直流微网模型,如图1所示,其仿真参数如表1所示㊂表1㊀直流微网仿真参数T a b l e 1㊀S i m u l a t i o n p a r a m e t e r s o fD C m i c r o -gr i d 参数单位数值直流母线电压V400L 1线路等效电阻Ω0.112L 1线路等效电感mH 0.56L 1线路长度k m 1直流侧等效电容m F 5蓄电池组容量A h100光伏阵列输出功率k W 135直流负载k W 300系统并网有功功率k W220系统并网无功功率k v a r095Copyright ©博看网. All Rights Reserved.电㊀㊀力㊀㊀科㊀㊀学㊀㊀与㊀㊀技㊀㊀术㊀㊀学㊀㊀报2022年1月㊀㊀主保护和后备保护通过逻辑或 相连,构成一整套保护共同作用于断路器B R K 1㊁B R K 2㊂各保护参数设置如下:对于主保护,差动保护启动定值I q =5A ,高制动系数K 1=0.4,低制动系数K 2=0.2,故障判定延时Δt =50m s ;对于后备保护,欠电压保护整定阈值U s e t =320V ,延时设置为1m s ;电流变化率保护的可靠系数K r e l 取0.9,延时时间设置为60m s㊂3.1㊀区外故障和区内瞬时故障验证为了验证所采用保护方案的可靠性,t =0.6s 时,在L 2线路设置区外故障,R f =0.2Ω,持续0.2s ;t =1s 时,在L 1线路设置瞬时性接地故障,R f =1Ω,持续0.0所示㊂（a ）故障点两侧电流大小电流/k A1.81.61.41.21.00.80.60.40.2时间/s（b ）差动电流与制动电流之比电流比（I d /I r ）（c ）保护动作信号动作信号时间/s 时间/s图7㊀区外故障和瞬时故障仿真结果F i gu r e 7㊀O u t -o f -a r e a a n d i n s t a n t a n e o u s f a u l t s i m u l a t i o n r e s u l t s由图7可知,区外故障时故障点两侧电流出现明显变化,但由于故障点两侧电流等值反向,I d =0,故保护无跳闸信号;第2次故障虽然达到差动保护高阻判据的制动系数,但故障持续时间过短,未达到高阻判据的延时,因此可判定为系统瞬时扰动产生的不平衡电流所致,保护不动作㊂由此可见,对于区外故障和区内瞬时故障,保护均不会误动,满足了保护的可靠性要求㊂3.2㊀极间短路故障及低阻接地故障验证为验证差动保护低阻判据和欠电压保护可以实现有效地配合,以L 1线路中点处发生正极接地故障和极间短路故障为例进行仿真,其中正极接地和极间短路的故障阻抗均为R f =0.1Ω,故障发生时间均为0.6~,仿真结果如图㊁所示㊂（c ）保护动作信号t /s（a ）差动电流与制动电流之比（I d /I r ）I d /I r t /st /s（b ）极间短路故障时直径母线电压U d C /k V动作信号图8㊀极间短路故障仿真F i gu r e 8㊀S i m u l a t i o no f i n t e r -p o l e s h o r t c i r c u i t f a u l t （a ）差动电流与制动电流之比（I d /I r ）I d /I r t /st /s（b ）正极低阻接地时直径母线电压U d C /k V（c ）保护动作信号动作信号1t /s图9㊀正极低阻接地故障仿真F i gu r e 9㊀S i m u l a t i o no f p o s i t i v e l o wr e s i s t a n c e g r o u n d i n g fa u l t 06Copyright ©博看网. All Rights Reserved.第37卷第1期李佼洁,等:一种适用于直流微网的电流差动保护由图8可知,发生极间短路故障时,差动电流与制动电流之比接近1,满足电流差动保护的低阻判据,保护于t=0.6005s时变为高电平;对于后备保护,t=0.625s时,U d c降至最低值0.303k V,欠电压保护在t=0.609s时出现动作信号㊂由此可见,主保护在极间故障发生后的0.5m s迅速动作,可有效地防止故障范围进一步扩大;若差动保护拒动,欠电压后备保护也可在故障发生后的9m s迅速切除故障,满足直流微网保护的动作时限要求㊂由图9可知,发生正极低阻接地故障时,同样会产生很大的差动电流和很小的制动电流,I d/I r比值接近于1,满足主保护低阻判据,保护立即动作;在t=0.624s时,直流母线电压U d c降至最低值0.316k V,欠电压后备保护在t=0.619s时变为高电平㊂对比以上2种故障可发现,在接地阻抗大小相同的情况下,极间短路故障的影响范围更大,其对于保护时限的要求也更加严苛,而故障时母线电压发生突变这一特征,为欠电压后备保护配置提供了可行性保证㊂3.3㊀线路不同位置发生高阻接地故障验证为验证电流差动保护高阻判据可以有效地提高保护对于高阻故障的灵敏度,对L1不同位置发生正极高阻接地故障(故障持续时间均为0.2s)的情况进行仿真,差动电流与制动电流的比值(I d/I r)㊁传统差动保护以及改进的保护动作情况如表2所示㊂L1线路中点发生正极接地故障时I d/I r与短路阻抗R f的关系以及双斜率电流差动保护与传统电流差动保护的动作区域如图10所示㊂由表2和图10可知,随着R f的增大,I d/I r与其呈负相关,且衰减逐渐变得缓慢㊂传统差动保护仅在R f较小时能可靠动作,抗过渡电阻能力较弱;而改进后的电流差动保护在较大的R f情况下仍能表2㊀高阻接地故障保护动作情况对比T a b l e2㊀C o m p a r i s o no f p r o t e c t i v e a c t i o n su n d e r h i g h r e s i s t a n c e f a u l t故障点位置临界短路阻抗值/Ω短路阻抗/Ω差动电流与制动电流之比(I d/I r)差动保护动作情况传统改进0.20.894立即动作立即动作0.40.561立即动作立即动作0.60.411立即动作立即动作L1首端0.000.80.333不动作延时50m s动作1.10.255不动作延时50m s动作1.30.220不动作延时50m s动作1.50.193不动作不动作0.30.643立即动作立即动作0.50.435立即动作立即动作0.60.375不动作延时50m s动作L1中点0.280.80.294不动作延时50m s动作1.00.243不动作延时50m s动作1.20.206不动作延时50m s动作1.40.180不动作不动作0.41.000立即动作立即动作0.50.411立即动作立即动作0.70.307不动作延时50m s动作L1末端0.360.80.280不动作延时50m s动作0.90.245不动作延时50m s动作1.00.221不动作延时50m s动作1.20.186不动作不动作16 Copyright©博看网. All Rights Reserved.电㊀㊀力㊀㊀科㊀㊀学㊀㊀与㊀㊀技㊀㊀术㊀㊀学㊀㊀报2022年1月可靠识别故障并动作,其灵敏度显著高于传统电流差动保护㊂此外,本文还对电流变化率保护的有效性进行了验证㊂以L 1中点在t =0.6s 发生正极故障为例,R f =0.6Ω,动作值按线路末端故障的最大电流变化率整定为16.2A /s ㊂测得的电流变化率和保护动作情况如图11所示㊂由图11可知,L 1中点发生故障时,电流变化率最高可达84A /s ,当主保护因为某些原因无法正常动作时,电流变化率后备保护于0.6605s 时动作,实现了直流微网单极高阻接地短路故障的保护,以及与主保护高阻判据动作时序的配合㊂此外比较表2和图11可知,差动保护能识别的短路阻抗大小范围随故障点距离的增大而略有缩小,但影响远小于电流变化率保护㊂I d /I rR f /Ω图10㊀L 1中点发生单极短路时I d /I r 与R f 的关系及保护动作范围对比F i gu r e 10㊀R e l a t i o n s h i p b e t w e e n I d /I r a n d R f a n d t h e s c o p e o f p r o t e c t i v e a c t i o n i n c a s e o f s i n gl e p o l e s h o r t c i r c u i t a tL 1mi d p o i n t （a ）单极故障电流变化率10080604020单极故障电流变化率/（A /s ）t /s0t /s（b ）保护动作信号1动作信号图11㊀R f =0.6Ω时电流变化率与保护动作情况F i gu r e 11㊀T h e c u r r e n t c h a n g e r a t e a n d p r o t e c t i o n a c t i o nw h e n R f =0.6Ω4㊀结语针对直流微网的传统电流差动保护在高阻故障时拒动的问题,采用双斜率电流差动保护实现对区内高阻故障的检测,并根据高㊁低阻判据分别配置了相应的后备保护,最后通过仿真设置不同类型㊁不同位置㊁不同短路阻抗的线路故障,结果表明,改进的保护方案几乎不受故障类型及故障点位置影响,可快速㊁准确识别故障,对于区内高阻故障有较高的灵敏度,提高了直流微网的供电可靠性,同时也为实际运用提供了参考㊂参考文献:[1]郑宽,徐志成,鲁刚,等.高比例新能源电力系统演化进程中核电与新能源协调发展策略[J ].中国电力,2021,54(7):27-35.Z H E N G K u a n ,X UZ h i c h e n g ,L U G a n g,e t a l .C o o r d i -n a t e dd e v e l o p m e n t s t r a t e g y fo rn u c l e a r p o w e ra n dn e w e n e r g y i nt h ee v o l u t i o n p r o c e s so f p o w e rs ys t e m w i t h h i g h p e n e t r a t i o n o fn e w e n e r g y [J ].E l e c t r i c P o w e r ,2021,54(7):27-35.[2]王源,南海鹏,关欣.风水储微电网优化调度策略研究[J ].高压电器,2020,56(5):216-222.WA N G Y u a n ,N A N H a i p e n g ,G U A N X i n .O pt i m a l s c h e d u l i n g s t r a t e g y o f w i n d -h y d r o -s t o r a g e m i c r o -g r i d [J ].H i g hV o l t a g eA p pa r a t u s ,2020,56(5):216-222.[3]李勃,张孝军,徐宇新,等.基于本地信息的有限选择性直流微电网保护方案[J ].智慧电力,2021,49(1):48-55.L IB o ,Z HA N G X i a o ju n ,X U Y u x i n ,e ta l .P r o t e c t i o n s c h e m ew i t h l i m i t e ds e l e c t i v i t y f o rD C m i c r o g r i db a s e d o n l o c a lm e a s u r e m e n t s [J ].S m a r tP o w e r ,2021,49(1):48-55.[4]曹喆,季亮,常潇,等.基于复合故障补偿因子的微电网反时限电流保护方法[J ].电力系统保护与控制,2020,48(20):133-140.C A O Z h e ,J IL i a n g,C HA N G X i a o ,e ta l .I n v e r s e -t i m e c u r r e n t p r o t e c t i o n m e t h o d o fa m i c r o g r i d b a s e d o na c o m p o s i t e f a u l t c o m p e n s a t i o nf a c t o r [J ].P o w e rS y s t e m P r o t e c t i o na n dC o n t r o l ,2020,48(20):133-140.[5]刘鑫蕊,谢志远,孙秋野,等.低压双极性直流微网故障分析及保护方案[J ].电网技术,2016,40(3):749-755.26Copyright ©博看网. 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FNL 1X1 资料认识与应用兰溪之水整合版2011-12-16 14:34:05FNL 1.0X1.0数据下载地址：/datasets/ds083.2/需要注册通过方可下载。

FNL 1.0X1.0 资料包含的物理量及其缩写缩写参数名称No4LFTXsfc 近地表四层等压面的抬升指数No5WAVAprs 500 hPa等压面位势高度距平No5WAVHprs 500 hPa等压面位势高度ABSVprs 绝对涡度CAPE 对流有效位能CIN 对流抑制能CLWMRprs 云水CWATclm 气柱云水GPAprs 位势高度距平HGT 位势高度HPBLsfc 地表行星边界层高度ICECsfc 海冰密集度LANDsfc 陆地覆盖LFTXsfc 地表抬升指数O3MRprs 臭氧层混合比POTsig995 位温PRE 气压PWATclm 可降水量RH 相对湿度SOILW 土壤体积含水量SPFH 比湿TCDCcvl 对流云总云量TM 温度TOZNEclm 臭氧含量UGRD u分量VGRD v 分量VVEL 垂直速度VWSH 垂直风切变WEASDsfc 累积雪量GrADS处理FNL 1.0X1.0（grib1）数据处理前需要先将grib2ctl.exe放到GrADS安装文件夹GrADS19\win32（1.9版本）或OpenGrADS\Contents\Cygwin\Versions\2.0.a9.oga.1\i686（2.0版本）下，方便操作。

gribmap.exe（这个GrADS自带的）第一步：先生成一个描述文件ctl打开命令提示符，C:\Documents and Settings\Administrator>grib2ctl grib_file > grib_file.ctl如：或者进入GrADS：gs>!grib2ctl grib_file > grib_file.ctl （！表示调用外部的程序，注意路径用“/”）如：这样fnl_20101013_00_00_c.ctl描述文件就生成了！第二步：利用GrADS自带的gribmap.exe生成索引文件：C:\Documents and Settings\Administrator>gribmap –v –i grib_file.ctl > b.txt如：或进入GrADS：这样就会在H:\test路径下生成名为fnl_20101013_00_00_c.idx的索引文件，并会把整个映射过程写入到b.txt文件中，当然这里也可省略查看映射过程，即C:\Documents and Settings\Administrator>gribmap –i grib_file.ctl这样就可以开始用GrADS读取FNL文件画图了！不过我们处理FNL资料的时候一般都是不止一个文件，所以我们就需要用到批处理了！第一步：利用grib2ctl.exe生成初始时刻ncep数据的ctl文件；示例中生成的是fnl_20101013_00_00_c数据的文件。