直流配電網(wǎng)介紹

直流配電網(wǎng)介紹

基于畢天姝等《直流配電網(wǎng)保護技術(shù)評述》總結(jié)定義：直流配電網(wǎng)是通過高功率電力電子技術(shù)以直流形式將各種電源、負荷以及儲能設(shè)備聯(lián)網(wǎng)運行的新型的電力網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢：（1）大量分布式電源與直流負荷接入直流配電網(wǎng)，相較于交流配電網(wǎng)來說，減少了換流環(huán)節(jié)，降低了設(shè)備成本，提高了能源效率；（2）相比于交流配電網(wǎng)，柔性直流配電網(wǎng)受交流側(cè)故障影響小，不增加交流側(cè)短路容量；（3）直流配電網(wǎng)中無需傳輸功率，無電容效應與集膚效應，供電半徑及容量大、效率高；（4）相比較于交流配電網(wǎng)，直流陪電網(wǎng)中的電能質(zhì)量問題更容易解決有待提高之處：直流換流設(shè)備耐受過流的能力弱，且故障恢復控制措施相對復雜，對實現(xiàn)快速檢測、故障定位及有選擇的隔離故障區(qū)域提出了更高的要求直流配電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)示意圖1.網(wǎng)絡(luò)拓撲為雙端型供電，不存在環(huán)流問題，并且能夠提高供電可靠性。2.接地方式為直流電容器中性點高阻接地，能夠防止單極接地故障引起嚴重過流，進而威脅設(shè)備安全3.環(huán)流器采用的是VSC，但是在自己做的時候可以更換成MMC保護關(guān)鍵問題與技術(shù)難點直流配電網(wǎng)保護可分為換流站保護、直流網(wǎng)的保護以及負荷分支保護。換流站保護技術(shù)與已有直流系統(tǒng)區(qū)別不大；負荷分支作為直流配電網(wǎng)的末端，其保護技術(shù)相對簡單，故重點討論直流網(wǎng)的保護技術(shù)直流線路雙擊故障的故障特征復雜；交流側(cè)的換流電抗器含有比較大的電感元件，導致故障暫態(tài)過程持續(xù)時間較長；穩(wěn)態(tài)故障電流幅值較大；所以實現(xiàn)快速、可靠、有選擇的故障檢測方法是需要解決的問題。此外故障定位也是繼故障檢測之后的又一個關(guān)鍵問題實現(xiàn)準確故障定位的難點：（1）可利用數(shù)據(jù)少（2）負荷分支的干擾（3）直流線路各區(qū)段長度較短故障檢測方法1.電氣量幅值保護優(yōu)點：電氣量幅值保護僅利用單一電氣量，原理簡單、易于實現(xiàn)，具有較好的經(jīng)濟性缺點：（1）單獨依靠電氣量幅值，難以防止相鄰出線故障引起本線路保護誤動（2）故障后直流配電網(wǎng)拓撲隨續(xù)流二極管通斷呈現(xiàn)時變特性，缺乏電氣量故障計算方法，因此電氣量幅值保護定值整定多依賴仿真計算（3）直流配電網(wǎng)含有分布式電源，并且線路較短，電氣量幅值保護可能存在出線保護與負荷分支保護定值配合難題。故障檢測方法2.電氣量微分保護分為電壓微分保護和電流微分保護優(yōu)點：動作速度快缺點：(1)電氣量微分針對行波波頭到達特性，因此只適用于故障起始階段。(2)電氣量微分保護的定值整定依賴于仿真計算，缺乏普適的定值整定方法。(3)直流配電網(wǎng)若采用架空線，電氣量微分保護易受雷電等噪聲干擾，耐受過渡電阻的能力有限。故障檢測方法

3.測距式保護分為行波測距保護和參數(shù)識別保護優(yōu)點：整定易于實現(xiàn)，不依賴仿真計算缺點：（1）對于行波測距保護，由于直流配電網(wǎng)線路較短，行波反射到達時間極短，若想準確捕捉波頭需要很高的采樣率，對保護硬件的要求高（2）

參數(shù)識別保護易受負荷的影響，負荷分支可能產(chǎn)生外吸或助增電流，影響線路參數(shù)辨識的準確性故障定位方法故障定位方法名稱本地被動式故障定位方法本地注入式故障定位方法基于多點信息的故障定位方法(電流差動方法、縱聯(lián)方向方法、廣域信息法)優(yōu)點不需要增加額外的設(shè)備，具有較好的經(jīng)濟性可以較好地解決可利用故障數(shù)據(jù)少和暫態(tài)電氣量特征復雜這兩個技術(shù)難點，具有較好的準確性原理簡單可靠，靈敏度高，不受運行狀態(tài)的影響。缺點1.可利用故障數(shù)據(jù)少，精確計算故障距離難;2.直流配電網(wǎng)各區(qū)段長度短導致故障特征差異非常小，準確識別故障位置難1.均存在采樣頻率偏高的問題2.本地注入式故障定位方法需要增加額外注入設(shè)備，經(jīng)濟性差，并且增加了一次系統(tǒng)的復雜性1.需要通信設(shè)備，并且每個分段開關(guān)都需要配置定位裝置，增加了設(shè)備成本，經(jīng)濟性較差2.直流配電網(wǎng)的饋線可能存在T接負荷分支，這將對故障區(qū)域定位的可靠性造成影響后續(xù)的研究重點1)研究具有工程應用價值的暫態(tài)故障電氣量提取與計算方法;2)研究基于故障暫態(tài)量的故障檢測與定位方法;3)探索新的直流電網(wǎng)保護配置與配合方法。其他文獻總結(jié)直流配電網(wǎng)保護面臨的四大問題：（1）直流配電系統(tǒng)接地方式（2）直流斷路器的應用（3）分布式電源的接入（4）電力電子裝置的限流柔性直流配電網(wǎng)保護系統(tǒng)的保護范圍：VSC/MMC;直流變壓器；直流線路；直流母線；直流分段設(shè)備直流配點的難點：線路的復雜性，存在T接線路或負載以及分布式電源，而且配電系統(tǒng)對供電可靠性及電能質(zhì)量的要求更高保護區(qū)域的劃分：（1）交流系統(tǒng)保