浅析微电网中的继电保护问题
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浅谈电力系统继电保护问题及解决措施
电力系统的继电保护是指根据电力系统的工作条件和设备状态,通过检测和判定发生故障的部位和类型,采取自动操作措施以隔离故障,保护电力系统设备的安全运行。
继电保护在电力系统中起着重要的作用,但也存在一些问题,下面将对继电保护问题及解决措施进行浅谈。
继电保护问题主要包括以下几个方面:
1. 漏保问题:漏保是指当电力系统发生故障时,继电保护未能正确判定故障并采取相应的保护动作,造成设备受损或停电的情况。
漏保问题可能是由于继电保护设备故障、误动或误差造成的。
解决继电保护问题的措施主要有以下几点:
1. 优化设备和系统设计:优化设备和系统设计是防止继电保护问题的重要措施。
包括合理设计电力系统的接线、选择合适的继电保护设备、设计合理的继电保护装置参数。
对继电保护设备进行可靠性及误差检测,确保其工作正常。
2. 加强继电保护设备的维护:定期对继电保护设备进行检测和维护,发现问题及时进行修复或更换故障设备。
加强对继电保护设备的管理和培训,提高操作人员的继电保护技术水平。
3. 引入智能化技术:利用智能化技术,提高继电保护设备的自动化水平和故障判定能力。
如利用人工智能技术,建立故障诊断模型,实现对电力系统故障的准确判定和处理。
4. 扩大故障检测范围:增加继电保护设备的检测能力,扩大故障检测范围,覆盖更多的故障类型,提高故障检测的准确性和灵敏度。
继电保护是电力系统安全运行的重要保障,但在实际应用中存在一些问题。
通过优化设计、加强维护、引入智能化技术和扩大故障检测范围等措施,可以有效地解决继电保护问题,提高电力系统的可靠性和安全性。
微电网继电保护技术探讨微电网继电保护技术探讨摘要:本文结合笔者多年工作经验,根据自身工作经历结合实际情况,对微电网继电保护运行管理工作谈几点个人看法。
可供大家参考。
关键词: 继电保护;微电网中图分类号: TM774 文献标识码: A一.微电网尽管分布式能源优点突出,但本身存在诸多问题,例如,DG使线路调压复杂化,使继电保护选型和配置困难等。
但是应该注意:分布式电源单机接入成本高、控制困难等。
分布式电源相对大电网来说是一个不可控源,因此电力系统往往采取限制、隔离的方式来处置分布式电源,以期减小其对大电网的冲击。
为协调大电网与分布式电源间的矛盾,充分挖掘分布式能源为电网和用户所带来的价值和效益,在本世纪初,学者们提出了微电网的概念。
在配电网发生故障或者电能质量问题情况下,可以通过主断路器切断微电网与配电网的联系。
通过微电网的定义和结构可知,微电网技术是新型分布式发电、电力电子技术和储能技术的有机结合。
具有以下几个特征:1)微电网不但提供DG并网的运行方式,而且还继承了单独DG所具有的所有优点。
2)由于微电网是一个独立的整体模块,因此不会对配电网产生不利影响,从而不需要对配电网的运行策略进行修改。
3)微电网中DG拥有“即插即用”的特点,DG能灵活的接入或者脱离微电网。
4)微电网中连接了多个DG和储能系统,增加了系统容量,将使系统惯性增大,减弱电压波动和电压闪变现象,提高了电能质量。
5)微电网在主电网发生故障时进入孤立运行模式,提高了供电可靠性。
DG以微电网的形式并网运行,是发挥DG供能的最有效方式。
目前,微电网的控制和保护技术是分布式电源广泛应用的技术难题之一。
在微电网概念提出之前,系统发生故障时,分布式电源将主动脱离电网。
一般情况下不允许孤岛运行。
当分布式电源、负载和储能装置以微电网的方式接入主电网,主电网故障时,微电网由并网方式平滑切换到孤岛运行模式,提高了供电的可靠性和分布式电源的利用效率。
但是微电网的接入会给配电网的保护带来很大的影响,改变了故障时的电气量信息。
微电网继电保护的研究与应用微电网的继电保护是确保微电网安全可靠运行的重要组成部分。
继电保护主要包括电流保护、电压保护、频率保护、过电流保护等。
对于微电网而言,独特的拓扑结构和运行特性决定了其继电保护配置与传统电力系统存在一定差异。
微电网通常由多个小型的发电单元组成,例如太阳能电池、风力发电机、储能设备等。
继电保护需要考虑这些发电单元之间的协调和互动。
在电流保护方面,需要确保各个发电单元之间的电流分配均匀,避免出现过载或过流等问题。
在电压保护方面,需要确保微电网内的电压稳定,并及时发现和处理电压异常情况。
微电网具有灵活性和可扩展性的特点,可以根据实际需求进行运行模式的切换。
继电保护需要能够适应不同工作模式下的需求变化。
在频率保护方面,需要根据实际情况设置合理的频率保护方案,确保微电网的频率稳定。
在过电流保护方面,需要根据不同工作模式下的负荷变化和功率分配情况,合理设置过电流保护装置,及时切除故障电路。
由于微电网与传统大型电力系统存在连接与自治的特点,继电保护还需要考虑微电网与大型电力系统之间的协调与配合。
在微电网与大型电力系统切换时,需要确保两者之间的电流和电压等参数平稳过渡,避免产生电气冲击和故障。
微电网继电保护的研究与应用目前还处于初级阶段,存在一些挑战与难题。
微电网的可靠性和稳定性对继电保护的要求更高,需要加强对微电网内部元件的状态监测和故障诊断。
微电网的继电保护还需要与智能电网、新能源技术等领域进行深度融合,提高继电保护的智能化水平。
微电网继电保护是确保微电网安全运行的重要组成部分。
未来,随着微电网技术的不断发展与完善,微电网继电保护将会越来越具有挑战性和前瞻性,为微电网的安全可靠运行做出更大的贡献。
微电网继电保护的研究与应用微电网继电保护是微电网运行中的一个重要问题。
继电保护是为了保护电力系统中的设备免受电力故障的损害,保证系统的可靠运行。
微电网的继电保护与传统继电保护有所不同,主要体现在以下几个方面:微电网具有较高的电压等级。
传统继电保护一般针对的是高压电力系统,而微电网中的电压等级通常较低,这对继电保护的设计和应用带来了新的挑战。
由于电压等级较低,电流较大,对继电保护的动作速度要求更高,需要采用更快的保护装置。
微电网具有复杂的拓扑结构。
传统的电力系统一般是辐射状或环状结构,而微电网中的电源、负荷、储能装置等可以任意组合,形成多变的拓扑结构,使得微电网继电保护的设计更为复杂。
在设计继电保护时,需要考虑各种故障情况以及复杂的系统拓扑结构,以保证保护装置能够准确地判断故障位置,并及时采取相应的措施。
微电网的运行具有较高的灵活性。
传统电力系统的运行模式相对固定,而微电网可以根据实际需求进行灵活调整,如随时切换供电模式、调整电源和负荷之间的关系等。
这就要求继电保护装置能够对不同的运行模式进行适应,并能够快速切换。
微电网继电保护是微电网运行中的一个重要问题,需要克服传统继电保护所面临的一些困难,并针对微电网的特点进行针对性的设计。
在实际应用中,可以采用智能化的继电保护装置,通过传感器和通信技术实现信息的采集和传递,提高继电保护的精度和速度。
还可以利用人工智能等先进技术对微电网的继电保护进行优化和改进,提高系统的可靠性和安全性。
微电网继电保护的研究和应用是当前微电网发展中的一个重要课题。
只有充分解决继电保护问题,才能确保微电网的正常运行,推动微电网的进一步发展和应用。
微电网继电保护的研究与应用
为了解决微电网继电保护的问题,需要进行相关的研究和应用。
需要对微电网的特点
和运行方式进行深入理解和分析,包括微电网的拓扑结构、电源接入方式、负荷特性等。
需要研究微电网中各种设备的电气特性和运行特点,包括分布式发电机组、储能装置和负
荷等。
这些研究可以为微电网继电保护的设计和应用提供依据和参考。
在微电网的继电保护设计中,需要考虑以下几个方面。
需要确定微电网中的关键设备
和重要节点,对其进行保护。
需要选择适合微电网的继电保护设备和装置,包括保护继电器、电流互感器和电压互感器等。
还需要考虑微电网的选择性保护问题,即在发生故障时,只切除故障部分,保护系统的正常运行。
还需要考虑微电网的稳定性和可靠性等方面的问题。
在微电网继电保护的应用方面,可以将研究成果应用于实际的微电网系统中,对其进
行试点和应用。
通过对实际微电网系统的监测和分析,可以验证继电保护的准确性和可靠性,并进一步优化继电保护的策略和方法。
微电网继电保护的研究与应用是一个重要的课题,对于微电网的安全运行和发展具有
重要意义。
通过深入研究微电网的特点和运行方式,设计合理的继电保护方案,并将其应
用于实际微电网系统中,可以提高微电网的稳定性和可靠性,为推动微电网技术的发展做
出贡献。
浅析微电网继电保护方法摘要:随着国民经济的快速发展,电力需求日益增长,人们对于能源的需求不断增加,高效清洁的绿色能源的合理开发使用成为解决未来能源问题的主要出路。
微电网作为分布式发电最有效的利用途径,已经逐步成为电力行业的重要发展方向。
在未来,继电保护技术将向更适应企业发展需求、提高经济效益的方向发展。
而促进继电保护技术的发展、加大新技术在继电保护技术中的应用是电力发展对电力系统提出的要求,也是其未来的发展方向,本文通过对微电网的介绍,从几个方面对其电路保护进行探讨。
关键词:继电保护;微电网;电力系统引言:继电保护技术是电力系统的重要技术,是电力安全的保障。
这关系到电力系统整体水平的提升,因而需引起每一个电力工作者的重视。
目前我国微电网仍处于实验和示范阶段。
未来随着行业技术日益成熟、可再生能源成本下降、储能产业发展以及石化能源价格的持续上涨,我国微电网将迎来爆发期。
微电网继电保护方法的分析和探讨是对微电网保护的未来发展起到基础保障。
一、微电网保护概念国内,微电网(Micro-Grid)也译为微网,定义为:是一种新型网络结构,是一组微电源、负荷、储能系统和控制装置构成的系统单元。
微电网是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统,既可以与外部电网并网运行,也可以孤立运行。
含多个分布式电源及储能装置的微电网的接入,彻底改变了配电系统故障的特征。
而且微电网在并网和孤岛两种运行情况,短路电流大小不同而且差异很大。
因此,如何在孤岛和并网下均能对微电网内部故障做出响应以及在并网情况下快速感知大电网故障,同时保证保护的选择性、快速性、灵敏性与可靠性,是微电网保护的关键。
二、微电网基本结构微电网的具体结构会随着负荷等各方面需求而不同,但是基本单元应包括集控中心、分布式电源、智能化用户、储能设备和具有自愈(故障重构)能力的电网等,其中大多数微电源与电网的接口是基于电力电子技术,以保证微电网的灵活性和可靠性。
三、微电网特点独特性:微电网由微型电源及负荷构成,是一个小型电力系统,与大系统的主要区别在于其灵活的可调度性;2、多样性:微电源的组成多种多样,既有传统电源,又有可再生能源。
浅谈电力系统继电保护问题及解决措施电力系统的安全性和可靠性是电力系统运行中必须解决的核心问题,继电保护作为电力系统中的重要保障组成部分,在运行过程中发挥着至关重要的作用。
本文从电力系统继电保护问题及解决措施两个方面进行讨论。
1.1 继电保护过度动作问题在电力系统运行中,由于故障造成的电流过大,继电保护装置可能会产生过度动作的现象,导致无故障区域的元件被误认为有故障而脱开。
这种问题的出现一方面会影响电力系统的供电能力,另一方面还可能使本应正常运行的设备停运或减容,严重危害电力系统的稳定性和可靠性。
在电力系统运行过程中,继电保护在检测故障时不可避免地会出现一些误判情况。
如果继电保护的误判率过高,就会给电力系统的运行带来不稳定性和不可靠性,严重影响电网安全运行。
在电力系统中,故障的形成和发展非常快速,因此继电保护的响应时间是相当重要的。
如果继电保护的响应时间过长,可能会延迟对故障的检测和处理,对电力系统造成不良影响,甚至可能导致设备的毁损。
随着电力系统的发展,其复杂性也在逐步增加,这使得继电保护的调试变得更加困难。
如果继电保护调试不到位,将会导致电力系统不能及时的发现和处理故障,影响整个电力系统的稳定性和可靠性。
2.1 制定健全的继电保护方案为了避免继电保护过度动作导致的问题,需要制定健全的继电保护方案。
继电保护方案应该根据电力系统的运行特点和设备类型,明确继电保护的动作原则和时间,避免继电保护装置的过度动作,确保继电保护的正确性和可靠性。
2.2 优化继电保护检测技术为了提高继电保护的准确性和可靠性,需要优化继电保护检测技术。
现代继电保护设备越来越智能化,利用人工智能技术,采用模糊控制算法、神经网络算法等,可以更加精确的判断故障的类型和位置,提高继电保护的检测准确度。
2.3 缩短继电保护响应时间为了缩短继电保护的响应时间,需要加强继电保护装置与其他设备的联动性。
利用继电保护装置与其他设备的联动性,可以更快速地发现和处理故障,提高继电保护的响应速度,避免电力系统不稳定和不可靠。
微电网继电保护的研究与应用一、微电网继电保护的挑战1.复杂的运行模式微电网由于涉及多种能源源、储能设备和负荷,其运行模式较为复杂。
在微电网中,可能存在光伏发电、风力发电、蓄电池储能等多种能源,并且负荷需求也较为多样化。
为了更好地实现对微电网的继电保护,需要深入研究微电网的运行模式,从而制定合理的继电保护策略。
2.多能源接入微电网的特点之一是多能源接入,因此在继电保护中需要考虑多种能源的互联和互动关系。
不同能源源的接入会对微网的电压、频率等参数产生影响,给继电保护带来一定的挑战。
3.传统保护技术不适用传统的电力系统继电保护技术主要针对大型电网系统设计,而对于微电网来说,这些传统的保护技术可能并不适用。
需要针对微电网的特点和需求,研发新的继电保护技术。
1.基于智能化技术的继电保护针对微电网的特点和复杂性,可以借助智能化技术进行继电保护。
智能化继电保护系统可以实现对微电网系统的实时监测和分析,根据系统运行状态进行智能调整,并具备自愈能力,进而提高微电网的可靠性和稳定性。
2.综合保护综合保护是指将微电网中各种保护功能集成为统一的综合保护系统,实现对微电网各种设备和环节的全面保护。
综合保护系统不仅可以提高微电网的安全性和可靠性,还可以减少继电保护设备的数量,节约成本。
3.多Agent协同保护多Agent协同保护是指利用Agent技术对微电网进行协同保护。
通过将微电网的各个部分连接为Agent,并赋予其一定的智能化和协作能力,实现对微电网全局的协同保护。
4.基于数据驱动的继电保护利用大数据和人工智能等技术,对微电网系统进行数据分析和学习,根据系统运行数据推测可能发生的故障和异常情况,并实现对微电网的主动保护。
5.快速断路器针对微电网中可能出现的瞬态故障,可以采用快速断路器技术进行继电保护。
快速断路器的使用可以快速隔离故障,保护微电网系统的安全运行。
1.美国夏威夷微电网项目美国夏威夷的一个微电网项目中,采用了智能化技术实现微电网的继电保护。
关于微电网继电保护的应用分析摘要:微电网是在科技发展背景下的一种新型的电力供给方式,主要优点是便于新能源接入,在“碳达峰、碳中和”的背景下,以新能源为代表的分布式电源蓬勃发展,微电网技术的发展与应用也受到了广泛的关注。
但与传统电网相比较而言,微电网具备独特的运行特性,传统电网的电流稳定、输出功率大、范围广阔,而当微电网与其他大功率电网一同运行时,就会变成多方向的网络,如处置不当将带来一定安全隐患,需要继电保护对微电网实行控制。
关键词:微电网;继电保护;研究;一、微电网继电保护面临的问题微电网技术是将清洁能源和可再生能源发电技术、能源管理系统和输配电基础设施高度集成的新型电网技术,通过整合区域内各类电源和储能装置,纳入同一网络统筹管理。
微电网内短路电流的大小和方向随着分布式电源的接入而改变,从而导致传统的配电网保护的配合关系受到影响,继而导致一系列的问题产生:(1)配电系统在故障发生时可不用直接退出分布式电源,只需切换为离网模式运行即可,这种模式可对负荷不间断供电。
所以并网、离网两种运行模式在微网中均会应用,并网和离网状态下存在较大的故障电流差;(2)同步发电机、异步发电机和逆变器是分布式电源的三种形式,三者具有不同的短路特性。
逆变器分布式电源故障电流与额定电流的比为1/2左右,首先是因为其安装了快速响应限流功能,且其余两种发电机的容量与大机组相比更是较少,其次暂态电势直接影响着短路电流,所以故障电流的大小与分布式电源的故障状态密切相关;(3)逆变器电源作为主电源的离网模式,因其具有较小的转动惯量,若切除故障不及时,将直接导致系统的电压和频率失稳,电源受自身的低压保护动作跳开,最后造成停电事故的发生。
分布式电源的自身保护动作时间应与电网保护分离,一旦微电网出现故障,微电网保护可先于上游电网后备保护动作,可对避免越级跳闸发生。
故障若发生在微电网之外,为了避免对分布式电源或负荷产生不必要的切除,微网内元件的所有保护应躲开模式切换动作时间;(4)若备自投装置应用于微电网母线中,需要特别注意:动作时间较模式切换时间短,确保备自投先区域模式切换动作,应合理考虑备自投检无压判据因分布式电源的作用失效。
科技风2017年9月下水利电力
D O I:10. 19392/ki.1671-7341.201718182
浅析微电网中的继电保护问题
严俊严凤
华北电力大学(保定)电力工程系保定河北071003
摘要:本文从配电网的规划、电能质量、运行和控制与潮流分布四个维度分析了含有分布式电源的微电网并网对配电网的影响。
通过介绍微电网并网时造成的三段式电流保护误动、拒动、灵敏性与选择性丧失的影响,指出了微电网中保护配置需要考虑的问题。
最后对微电网保护问题进行了简单总结。
关键词:分布式发电;微电网;保护
近年来大电网投入资金多、运行维护复杂的缺点日益显现。
在此背景下,分散在负荷附近并为其提供电能的的小型的发电系统问世,它是以光伏发电、风力发电、微型燃气轮机发电以及地热和潮汐发电为代表的分布式发电(1] (distributed generation,D G)技术 ,并得到高度关注。
与传统发电方式相比,具有位置灵活、清洁环保、经济节能、输配便捷的优势。
然而D G也有受自然条件制约、单独供电成本高、控制困难、不可调度、电能质量差的弊端。
且D G渗透率较高时,用户的供电可靠性和电能质量很难得到满足。
微电网是指将D G、储能系统、用电负荷、控制装置与保护装置结合在一起的一个小型的发配电系统。
微电网技术的发展为D G的大规模系统应用提供了技术支持。
通过有效降低间歇性电源D G的接入给配电网带来的不利影响,充分利用电源D G出力,增强供电可靠性,可以实现微电网的并网和孤岛运行。
1含有D G的微电网并网对配电网的影响
含有D G的微电网并入配电网时将产生一下影响:
1.1对配电网规划产生影响
大量D G投入电力系统将加大负荷预测的难度,也使网络拓扑结构中电源节点的增多,这都将影响配电网的一次和二次的规划;同时,微电网和配电网的公共路连接点(point of c o mm o n connection,P C C)必须装设电力电子设备 ,规划时的设备投资将增加。
1.2对电能质量产生影响
由于采用逆变器并网方式,微电网接入将造成谐波污染;
D G出力情况受环境条件制约,功率的波动会造成电压波动与闪变、电压偏移、频率波动等问题。
1.3对电网的运行和控制产生影响
D G接入配电网时,单个电源发电规模小且位置分散,给电网发电计划的制定带来困难;且D G属于间歇性电源,较难与负荷协调控制。
1.4改变配电网潮流分布
微电网的并网导致传统配电网单端辐射供电的网络结构改变,某些支路出现双端电源供电甚至多端供电的情况,系统潮流也发生改变;个别D G出力情况的变化,将对系统潮流产生不确定影响。
配网潮流分布改变将影响系统的电压控制,也会使继电保护配置方法和机理产生变化。
2含有D G的微电网的保护配置分析
2.1传统配电网保护配置方案
传统配电网中用户侧电压等级较低,通常属于中性点非有效接地系统。
当单相短路故障出现,短路电流一般很小,可选用相间保护方式。
2.2含有D G的微电网并网对三段式电流保护的影响
大量研究表明,微电网并网对配电网三段式电流保护的影响与其中D G的位置和容量,以及D G的渗透率等因素有关,其影响如下文所示。
2.2.1导致本线路保护误动
当微电网通过P C C向配电网馈电时,发生短路故障后,微电网通过线路向故障点输送短路电流,导致故障线路电流增大,保护误动的可能性加大,停电范围扩大的概率增加。
2.2.2导致保护灵敏度,甚至导致保护拒动
微电网通过P C C与配电网并网后,微电网的接入导致线路产生助增电流或者分流电流,从而影响使线路的故障电流的整定,进而导致线路灵敏度的相应改变,甚至导致保护拒动。
2. 2.3导致相邻线路保护误动,保护失去选择性,扩大停电范围
当微电网通过P C C向配电网馈电时,由于助增电流的存在,当本线路发生接地故障时,相邻线路流过的短路电流增大,保护可能误动,从而使停电范围扩大,保护失去选择性。
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—AAA.--------^-------------—^^^
图1微电网并网导致相邻保护误动示意图
如图1所示,当在本线路的k点发生接地故障时,微电网、配电网都会给故障点k提供短路电流。
由于助增电流的影响,流过保护1的故障电流较未并入微电网时会有所增加,当微电网提供的故障电流较大时,保护1动作,切除本线路和相邻线路,停电范围扩大,保护的选择性丧失。
2.3微电网并网对自动重合闸的影响
自动重合闸(Auto r c l o u r e,A R)可以有效避免因瞬时性故障引起的停电,提高电网的可靠性。
微电网并入配电网后,瞬时性故障点持续电弧现象可能出现,造成自动重合闸失败,微电网并网对配电网自动重合闸的影响如图2所示:
[a r]'k
n-
图2微电网并网对配电网自动重合闸的影响示意图
如图2所示,当k点发生瞬时性故障时,保护1动作,断路器跳闸故障隔离。
微电网未并网时,在A R的作用下线路很快恢复供电。
微电网并入配电网后,会持续向故障点提供短路电流,干扰电弧的熄灭,甚至导致电弧重燃、持续电弧,使自动重合闸失败;微电网形成的电力孤岛与配电网一般很难保持同步,A R会导致非同期合闸的出现,产生的冲击电流和冲击电压,危害系统安全运行。
3结论
本文从不同层面分析了微电网并网时对电流保护选择性、可靠性、速动性和灵敏性的影响。
未来,微电网技术的发展将为D G的并网提供技术支撑,但始终未形成有效的可以大规模应用的保护配置配置方案,相关问题尚需进一步研究。
参考文献:
[1] 丁明,王敏.分布式发电技术[J].电力自动化设备,2004,24 $7 % +31-36.
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