分布式電源對(duì)配電網(wǎng)電流保護(hù)影響的語(yǔ)義規(guī)則庫(kù)分析方法

馬曉博,柯德平,孫元章,程波

(1.武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院, 430072, 武漢; 2.湖北省電力公司發(fā)展策劃部, 430077, 武漢)

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分布式電源對(duì)配電網(wǎng)電流保護(hù)影響的語(yǔ)義規(guī)則庫(kù)分析方法

馬曉博1,柯德平1,孫元章1,程波2

(1.武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院, 430072, 武漢; 2.湖北省電力公司發(fā)展策劃部, 430077, 武漢)

為解決分布式電源(DG)接入傳統(tǒng)配電網(wǎng)導(dǎo)致三段式電流保護(hù)無(wú)法正常工作的問(wèn)題,提出了一種能判斷一般的配網(wǎng)系統(tǒng)中DG接入對(duì)電流保護(hù)影響的語(yǔ)義規(guī)則庫(kù)分析方法。首先,使用語(yǔ)義規(guī)則來(lái)設(shè)置DG對(duì)電流保護(hù)影響的校核,每條規(guī)則依次刻畫(huà)了不同短路場(chǎng)景下對(duì)應(yīng)電流保護(hù)的Ⅰ段、Ⅱ段和Ⅲ段正確動(dòng)作的判定條件:若所有規(guī)則按順序校驗(yàn)通過(guò),則判斷DG接入方案不會(huì)對(duì)三段式電流保護(hù)產(chǎn)生影響;反之,保護(hù)則可能拒動(dòng)或誤動(dòng)。然后,提出一種應(yīng)用該規(guī)則庫(kù)的DG準(zhǔn)入容量?jī)?yōu)化方法,通過(guò)規(guī)則庫(kù)生成DG準(zhǔn)入容量的約束條件,在保證三段式電流保護(hù)可靠動(dòng)作的前提下,優(yōu)化多個(gè)DG的接入容量使其容量之和最大。仿真結(jié)果表明:當(dāng)DG接入容量在8.19 MV·A以內(nèi)時(shí),三段式電流保護(hù)均可以正確動(dòng)作,所提方法不僅能準(zhǔn)確求解配電網(wǎng)中DG的準(zhǔn)入容量,而且操作簡(jiǎn)單、易于工程實(shí)現(xiàn)。

分布式電源;配電網(wǎng);三段式電流保護(hù);準(zhǔn)入容量;語(yǔ)義規(guī)則庫(kù)

分布式電源(DG)大規(guī)模接入中低壓配電網(wǎng)改變了傳統(tǒng)配電網(wǎng)的單電源輻射式供電模式,將直接威脅電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。目前,已有大量文獻(xiàn)研究DG接入對(duì)配電網(wǎng)的線路潮流[1]、靜態(tài)電壓[2-3]、諧波[4]、網(wǎng)損[5]和短路電流分布[6-7]的影響,其中,評(píng)估DG接入對(duì)配電網(wǎng)中傳統(tǒng)三段式電流保護(hù)的影響引起了眾多學(xué)者的廣泛關(guān)注。從理論上講,對(duì)于給定的配網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和參數(shù)、相應(yīng)的階段式電流保護(hù)配置和整定值,正確判斷DG接入后對(duì)保護(hù)的影響可以按照一般性遍歷法,例如,文獻(xiàn)[7]中窮舉所有可能出現(xiàn)的短路電流(分別對(duì)應(yīng)不同短路位置、類型或程度),并檢驗(yàn)各個(gè)短路電流下系統(tǒng)所有保護(hù)的Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ段的選擇性和靈敏性。很顯然,遵循此一般性遍歷法的判斷過(guò)程將計(jì)算量巨大,不具有實(shí)際可操作性。文獻(xiàn)[8-9]在文獻(xiàn)[7]的基礎(chǔ)上,只對(duì)有限短路場(chǎng)景(包括短路位置、類型和程度)下系統(tǒng)部分保護(hù)的相應(yīng)段進(jìn)行校驗(yàn),在保證判斷結(jié)果準(zhǔn)確性的前提下大大節(jié)省了計(jì)算時(shí)間。但是,此類研究均只針對(duì)各自所研究的配網(wǎng)系統(tǒng)以及DG接入情況(包括接入數(shù)量、類型、位置和容量),其得到的校驗(yàn)過(guò)程明顯不具有一般性,即無(wú)法移植于其他配網(wǎng)系統(tǒng)和/或DG接入情況。從工程應(yīng)用的角度看,更希望基于一種一般性的語(yǔ)義規(guī)則庫(kù)來(lái)指導(dǎo)校驗(yàn)過(guò)程。

針對(duì)上述問(wèn)題,本文通過(guò)理論推導(dǎo)、泛化得到一般的配網(wǎng)系統(tǒng)中分析DG接入對(duì)傳統(tǒng)三段式電流保護(hù)影響的實(shí)用化語(yǔ)義規(guī)則庫(kù)。當(dāng)規(guī)則庫(kù)中的所有規(guī)則逐條校驗(yàn)通過(guò)時(shí),可以判斷DG接入方案將不會(huì)影響保護(hù)的正確動(dòng)作;反之,保護(hù)則可能拒動(dòng)或誤動(dòng)。該規(guī)則庫(kù)在保證判斷結(jié)果的準(zhǔn)確性的前提下,排除了所有非必要的校驗(yàn)步驟,因而具有較高的校驗(yàn)效率。將該規(guī)則庫(kù)應(yīng)用于目前廣受關(guān)注的DG準(zhǔn)入容量?jī)?yōu)化的研究問(wèn)題中,即通過(guò)規(guī)則庫(kù)便捷地生成準(zhǔn)入容量計(jì)算的約束條件,進(jìn)一步使用差分進(jìn)化(DE)算法搜索多個(gè)DG的最優(yōu)接入容量,在保證三段式電流保護(hù)正確動(dòng)作的前提下使其接入容量之和最大。

1 DG的短路計(jì)算模型

在短路計(jì)算中,通常認(rèn)為當(dāng)電源容量大于3倍短路容量時(shí),可以看做無(wú)限大容量的電源,其短路的暫態(tài)過(guò)程可以忽略[10]。接入低壓配電網(wǎng)的DG容量一般有限,故障電流衰減較慢[7],鑒于此,本文研究DG提供的短路電流時(shí)考慮其暫態(tài)過(guò)程,通過(guò)分析不同類型DG的短路暫態(tài)運(yùn)行特性,歸類出統(tǒng)一的短路計(jì)算模型。

接入配電網(wǎng)的DG按照其接口可以分為基于同步發(fā)電機(jī)的DG、基于異步發(fā)電機(jī)的DG以及基于逆變器的DG 3大類?；谕桨l(fā)電機(jī)的DG一般根據(jù)戴維南定理等效為一個(gè)電源串聯(lián)電抗的模型。以風(fēng)力發(fā)電機(jī)為代表的異步發(fā)電機(jī)在短路故障時(shí),按照磁鏈?zhǔn)睾阍瓌t,其定子和轉(zhuǎn)子繞組中都會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的電流分量以保證定子和轉(zhuǎn)子繞組中的交變磁鏈不發(fā)生突變,因此,異步發(fā)電機(jī)可以用一個(gè)與轉(zhuǎn)子繞組的磁鏈成正比的電動(dòng)勢(shì),即次暫態(tài)電動(dòng)勢(shì)以及相應(yīng)的次暫態(tài)電抗作為短路暫態(tài)過(guò)程的電源和電抗[10]。以光伏發(fā)電為代表的逆變型DG可以通過(guò)改變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和調(diào)整控制策略將故障電流限制為額定電流的1.5倍以內(nèi)[11],其對(duì)配電網(wǎng)三段式電流保護(hù)的影響一般很小,在本文研究中不作考慮。

綜上分析可知,不同類型DG在短路故障分析中均可近似等效為電勢(shì)源串聯(lián)電抗的模型。

2 DG接入對(duì)配電網(wǎng)電流保護(hù)的影響分析

本文的研究對(duì)象是具有輻射式網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的配電網(wǎng),通過(guò)詳細(xì)分析DG上游、下游以及相鄰線路上發(fā)生短路故障時(shí)DG接入對(duì)配電網(wǎng)三段式電流保護(hù)的影響,泛化得到分析一般系統(tǒng)中DG接入對(duì)保護(hù)影響的語(yǔ)義性步驟,即語(yǔ)義規(guī)則庫(kù)。語(yǔ)義規(guī)則庫(kù)中包含若干條順序執(zhí)行的語(yǔ)義規(guī)則,這些一般性的語(yǔ)義規(guī)則適用于任意的配網(wǎng)系統(tǒng)和DG接入情況,且每條規(guī)則通過(guò)描述性語(yǔ)言指導(dǎo)操作者該如何構(gòu)造短路場(chǎng)景,并選擇哪些保護(hù)的Ⅰ、Ⅱ或者Ⅲ段進(jìn)行校驗(yàn)。這樣,操作者無(wú)須根據(jù)所研究的系統(tǒng)來(lái)分析確定校核步驟,只要順序執(zhí)行規(guī)則庫(kù)中的語(yǔ)義規(guī)則便能高效準(zhǔn)確地判斷DG接入方案對(duì)保護(hù)的影響,同時(shí)可以避免由于操作者分析水平受限而導(dǎo)致的不準(zhǔn)確校驗(yàn)結(jié)論。

2.1 故障發(fā)生在DG下游

圖1是某典型10 kV配電網(wǎng)示意圖,由2條饋線組成,首先從單DG接入母線b7開(kāi)始,進(jìn)而推廣到多DG的一般化情況。

b1～b10分別表示各段母線;L1～L9表示各條子線路;R1～R9分別表示與各條子線路相對(duì)應(yīng)的電流保護(hù)裝置;Es、Xs分別為系統(tǒng)電源的內(nèi)電勢(shì)和電抗圖1 DG接入的配電網(wǎng)系統(tǒng)示意圖

DG對(duì)下游故障點(diǎn)短路電流的助增作用導(dǎo)致下游各保護(hù)的保護(hù)范圍都相應(yīng)增大,假設(shè)R7和R8所在線路的末端母線上分別發(fā)生三相短路故障,則流過(guò)R7和R8的短路電流以及其Ⅰ段整定值分別為

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

將Zsd代入式(3),可得

(6)

(7)

式中E″d和X″d分別為分布式電源的次暫態(tài)電動(dòng)勢(shì)和次暫態(tài)電抗,Z為系統(tǒng)電源到DG安裝處之間的阻抗,所以

(8)

一般情況下,發(fā)電機(jī)的次暫態(tài)電勢(shì)取1.05～1.15[12],即式(8)的約束條件不滿足,這意味著在R7的Ⅰ段保護(hù)不誤動(dòng)的前提下,R8的Ⅰ段也不會(huì)誤動(dòng)作。因此,可以得到如下結(jié)論:若DG的下游有2條及以上線路,只需保證距離DG最近的保護(hù)Ⅰ段的保護(hù)范圍不延伸到下一段線路,下游其他保護(hù)的Ⅰ段均可以正確動(dòng)作。

圖2 電流保護(hù)裝置R7與R8的配合示意圖

多個(gè)DG同時(shí)接入配電網(wǎng)對(duì)保護(hù)Ⅰ段的影響如圖3所示,其分析過(guò)程與單個(gè)DG相似:只要保證距離最下游DG最近的保護(hù)Ⅰ段的保護(hù)范圍不超過(guò)其所在線路的全長(zhǎng)(如圖3系統(tǒng)中R4不誤動(dòng),其Ⅰ段整定值大于b5上發(fā)生三相短路時(shí)流過(guò)R4的短路電流),則該DG下游所有的保護(hù)均能正確動(dòng)作;只要保證距離下游倒數(shù)第2個(gè)DG最近的保護(hù)Ⅰ段的保護(hù)范圍不超過(guò)其所在線路全長(zhǎng)(如圖3中R3不誤動(dòng)),則當(dāng)該DG下游發(fā)生短路故障時(shí),故障點(diǎn)到DG之間的所有保護(hù)均能正確動(dòng)作;上述過(guò)程持續(xù)進(jìn)行直到最首端DG。

圖3 多DG組成的電源系統(tǒng)對(duì)其下游保護(hù)的影響

2.2 故障發(fā)生在DG上游

當(dāng)多個(gè)DG接入時(shí),分析過(guò)程與上節(jié)類似:首先保證距離最上游DG最近的保護(hù)Ⅱ段不誤動(dòng),在該DG上游任意位置發(fā)生短路時(shí),其上游所有保護(hù)均能正確動(dòng)作;然后,保證距離上游第2個(gè)DG最近的保護(hù)Ⅱ段不誤動(dòng),上游任意故障點(diǎn)到該DG之間的所有保護(hù)均能正確動(dòng)作(不誤動(dòng)作)。上述過(guò)程持續(xù)進(jìn)行直到最末端的DG,其示意圖如圖4所示。

圖4 多DG組成的電源系統(tǒng)對(duì)其上游保護(hù)的影響

上述分析中只考慮了保護(hù)的Ⅰ和Ⅱ段,關(guān)于過(guò)電流保護(hù)(Ⅲ段)的討論如下:①對(duì)于DG下游的保護(hù),DG接入使流過(guò)Ⅲ段保護(hù)的短路電流增大,靈敏度提高;②對(duì)于DG上游的保護(hù),當(dāng)上游發(fā)生故障時(shí),保護(hù)可能因流過(guò)DG提供的反向短路電流而誤動(dòng)作,但因DG都配備了防孤島裝置,將在一定時(shí)限后切除處于孤島運(yùn)行的DG,由于該時(shí)限通常遠(yuǎn)小于過(guò)電流保護(hù)的時(shí)延,故能避免造成保護(hù)Ⅲ段誤動(dòng)作;③對(duì)于DG上游的保護(hù),當(dāng)下游發(fā)生故障時(shí),保護(hù)可能因流過(guò)的短路電流減小而出現(xiàn)拒動(dòng)現(xiàn)象(當(dāng)Ⅲ段保護(hù)作為相鄰線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)時(shí),要求至少保護(hù)到下一段相鄰線路的全長(zhǎng))。DG接入對(duì)配電網(wǎng)過(guò)電流保護(hù)的影響如圖5所示。取臨界情況分析,在圖5中,當(dāng)R2的Ⅲ段保護(hù)范圍恰好縮小至下一段相鄰線路末端,即母線b4短路時(shí),流過(guò)R2的短路電流恰好等于其Ⅲ段保護(hù)的啟動(dòng)值,計(jì)算得到的DG1容量為其臨界容量,即DG的實(shí)際接入容量小于此臨界容量時(shí)可以保證R2的Ⅲ段作為遠(yuǎn)后備保護(hù)不拒動(dòng)。需要說(shuō)明的是:由于Ⅲ段的動(dòng)作電流一般較小,所以按照上述方法計(jì)算得到的臨界容量通常都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于DG的實(shí)際接入容量。

對(duì)于多個(gè)DG接入的情況,最上游DG(如DG1)的臨界容量的確定不受下游DG的影響,此規(guī)律可依次類推。但是,此容量卻會(huì)影響下一個(gè)相鄰DG的臨界容量,其容量越大,下一個(gè)DG的臨界容量也愈大。因此,取極端情況,即上游所有DG容量均為臨界容量時(shí),計(jì)算相鄰下一個(gè)DG的臨界容量,如DG1為臨界容量時(shí),計(jì)算DG2的臨界容量。綜上所述,為保證Ⅲ段保護(hù)不誤動(dòng),要使DG實(shí)際接入容量小于計(jì)算得到的臨界容量。

圖5 DG接入對(duì)配電網(wǎng)過(guò)電流保護(hù)的影響

2.3 故障發(fā)生在DG相鄰饋線

圖1中,DG的相鄰線路發(fā)生短路故障時(shí),相鄰線路上的保護(hù)可能因DG提供的反向故障電流而誤動(dòng)作。例如L2上發(fā)生短路故障可能導(dǎo)致R1的Ⅰ段保護(hù)誤動(dòng),而實(shí)際情況分析如下:DG和系統(tǒng)電源組成的等效電源Esd和等效電抗Zsd分別為

(9)

(10)

由于Xs≤X″d+Z4+Z5+Z6,可得Esd≈Es,Zsd≈Xs,表明流過(guò)相鄰線路上保護(hù)的短路電流基本不受DG的影響。對(duì)于多個(gè)DG接入的情況,上述結(jié)論依然成立,因?yàn)镈G內(nèi)電勢(shì)相對(duì)于相鄰線路上短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于系統(tǒng)電源內(nèi)電勢(shì)到短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗,因此前者所提供的短路電流相對(duì)于后者而言可以忽略不計(jì)。

2.4 語(yǔ)義規(guī)則庫(kù)的推導(dǎo)

總結(jié)上述DG接入輻射式配電網(wǎng)對(duì)保護(hù)Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ段的影響,泛化得到系統(tǒng)性校驗(yàn)步驟并整理成如下語(yǔ)義規(guī)則。

(1)由上文分析可知,DG由于其容量限制一般不會(huì)對(duì)其相鄰饋線上的保護(hù)產(chǎn)生影響,因此,以配電網(wǎng)系統(tǒng)的每條饋線為研究對(duì)象進(jìn)行分析,若一條饋線上接有n個(gè)DG,由系統(tǒng)電源端向饋線下游依次排布,分別記為DG1,DG2,…,DGn。

(3)若上述判定條件不能全部滿足,則表明DG接入會(huì)對(duì)電流保護(hù)產(chǎn)生影響,此DG接入方案將導(dǎo)致保護(hù)誤(或拒)動(dòng)作。

(4)在表1的Ⅲ段校驗(yàn)中,給定“短路場(chǎng)景”和“對(duì)應(yīng)保護(hù)”是為了計(jì)算DG1,DG2,…,DGn的臨界容量,記為S1max,S2max,…,Snmax,若DG的實(shí)際接入容量均小于其臨界容量,即判定條件S1max>SDG1,S2max>SDG2,…,Snmax>SDGn均滿足,則DG接入不會(huì)對(duì)保護(hù)的Ⅲ段產(chǎn)生影響。

(5)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)[7]表明,關(guān)于Ⅰ段的判定條件最容易不滿足,而關(guān)于Ⅲ段的判定條件則較易滿足。因此,從節(jié)省計(jì)算時(shí)間的角度看,一旦有判定條件不滿足即無(wú)須進(jìn)行后續(xù)校驗(yàn),應(yīng)安排先校核Ⅰ段,其次是Ⅱ段,最后是Ⅲ段。

3 語(yǔ)義規(guī)則庫(kù)的應(yīng)用

根據(jù)上節(jié)中推導(dǎo)得到的語(yǔ)義規(guī)則庫(kù)可以分析一

般的配網(wǎng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)以及DG接入情況下保護(hù)是否能正確動(dòng)作。本文將進(jìn)一步擴(kuò)展其應(yīng)用,優(yōu)化多個(gè)DG接入配電網(wǎng)的準(zhǔn)入容量,相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型如下

max (SDG1+SDG2+…+SDGn)

s.t.gi(SDG)

(11)

式中:SDG1,SDG2,…,SDGn分別為DG1,DG2,…,DGn的準(zhǔn)入容量;gi(SDG)

相較于現(xiàn)有文獻(xiàn)對(duì)DG準(zhǔn)入容量的計(jì)算方法,約束優(yōu)化問(wèn)題式(11)則更具有一般性,即針對(duì)一般性配電網(wǎng)絡(luò)以及DG接入情況計(jì)算其準(zhǔn)入容量。由于語(yǔ)義規(guī)則庫(kù)的易解讀性,當(dāng)求解具體的算例時(shí),可以快速地形成具體的目標(biāo)函數(shù)和優(yōu)化條件。例如,在圖1系統(tǒng)b3、b6、b7處同時(shí)接入DG,目標(biāo)函數(shù)取max(SDG1+SDG2+SDG3),且根據(jù)前述語(yǔ)義規(guī)則庫(kù)可以快速準(zhǔn)確地形成保證保護(hù)正確動(dòng)作的約束條件,具體優(yōu)化模型如下

(12) 本文采用差分進(jìn)化算法(DE)對(duì)配電網(wǎng)中DG準(zhǔn)

入容量進(jìn)行優(yōu)化配置,Gen表示進(jìn)化代數(shù),NP為種群規(guī)模,Sb表示種群中的最優(yōu)個(gè)體,f為關(guān)于準(zhǔn)入容量的目標(biāo)函數(shù),g為約束條件。DG準(zhǔn)入容量的差分進(jìn)化算法流程如圖6所示。

圖6 DG準(zhǔn)入容量的差分進(jìn)化算法流程圖

4 算例分析

用于仿真計(jì)算的配電網(wǎng)系統(tǒng)如圖1所示,架空線路(LGJ-120/25)的參數(shù)為R=0.27Ω/km,X=0.347Ω/km;電纜線路(YJLV22-150)的參數(shù)為R=0.259Ω/km,X=0.093Ω/km。L1～L9的長(zhǎng)度分別為4、6、6、2、2、7、7、14、14km,每條母線處各接有額定容量為2MV·A、額定功率因數(shù)為0.85的負(fù)荷。在L1～L2、L4～L8配置三段式電流保護(hù)裝置,L3和L9位于饋線末端,配置兩段式電流保護(hù)(Ⅰ段和Ⅲ段),本文選取DG的次暫態(tài)電抗的標(biāo)幺值(電抗的有名值與基準(zhǔn)值的比值)為0.1 ,以DG

容量為基準(zhǔn)容量。

運(yùn)用DE算法求解多個(gè)DG接入配電網(wǎng)的準(zhǔn)入容量?jī)?yōu)化模型(12),其參數(shù)設(shè)定為:種群規(guī)模NP=50,交叉因子CR=0.9,變異因子F=0.9,進(jìn)化代數(shù)Gen=500,計(jì)算一次所需時(shí)間t=18.86s,由于DE算法的優(yōu)化結(jié)果具有不確定性,為了得到更加準(zhǔn)確的DG準(zhǔn)入容量,將DE算法連續(xù)運(yùn)行50次,選取使目標(biāo)函數(shù)值最大的優(yōu)化結(jié)果作為DG的準(zhǔn)入容量。圖7給出了DE算法得到最優(yōu)解的搜索過(guò)程,

圖7 多個(gè)DG準(zhǔn)入容量的搜索過(guò)程

從圖7可以看出,當(dāng)DE算法終止搜索時(shí)DG接入容量總和最大值為8.19MV·A,對(duì)應(yīng)于3個(gè)DG的接入容量分別為S1=4.55MV·A,S2=2.89MV·A,S3=0.75MV·A,因此,在滿足繼電保護(hù)可靠動(dòng)作的前提下,配電網(wǎng)允許接入的DG最大容量如表2所示。

表2 多個(gè)DG接入配電網(wǎng)的準(zhǔn)入容量

將3個(gè)DG分別以4.55、2.89和0.75MV·A接入配電網(wǎng)母線b3、b6、b7處,計(jì)算不同短路場(chǎng)景下流過(guò)對(duì)應(yīng)保護(hù)的短路電流,計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3。表3結(jié)果表明,通過(guò)優(yōu)化模型得到的DG準(zhǔn)入容量可以保證配電網(wǎng)原有三段式電流保護(hù)可靠動(dòng)作,從而驗(yàn)證了所提語(yǔ)義規(guī)則庫(kù)分析方法的有效性。

表3 多個(gè)DG接入不同短路場(chǎng)景下流過(guò)對(duì)應(yīng)保護(hù)的短路電流

5 結(jié) 論

本文通過(guò)理論推導(dǎo)并考慮工程實(shí)際,提出一種實(shí)用化語(yǔ)義規(guī)則庫(kù)用于指導(dǎo)分析DG接入后對(duì)配電網(wǎng)傳統(tǒng)三段式電流保護(hù)的影響。該規(guī)則庫(kù)通過(guò)描述性語(yǔ)言來(lái)設(shè)置對(duì)保護(hù)裝置影響的校核規(guī)則,因此具有一般性,能針對(duì)任何輻射式配網(wǎng)系統(tǒng)及DG接入情況,快速準(zhǔn)確地判斷其對(duì)三段式電流保護(hù)的影響。以此語(yǔ)義規(guī)則庫(kù)為基礎(chǔ),進(jìn)一步建立了DG準(zhǔn)入容量?jī)?yōu)化模型,能方便地求解一般性配網(wǎng)系統(tǒng)及DG接入情況下的準(zhǔn)入容量。算例仿真驗(yàn)證了所提語(yǔ)義規(guī)則庫(kù)分析方法的正確性。

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(編輯 劉楊)

Analysis of Semantic Rules for the Influences of Integrating Distributed Generations on the Distribution Network Current Protections

MA Xiaobo1,KE Deping1,SUN Yuanzhang1,CHENG Bo2

(1. School of Electrical Engineering, Wuhan University, Wuhan 430072, China;2. Hubei Electric Power Company, Wuhan 430077, China)

An applicable analysis of semantic rules that consider the influences of integrating distributed generations (DGs) on the distribution network current protections is proposed to effectively solve the malfunction of existing three-phase current protections. The semantic rules are used to describe the decision condition of three-phase current protections correct operation under different short circuit scenes. It is judged that the integrating DGs have no influence on the current protections in a generic distribution network if the semantic rules pass the validation process in order, otherwise it will lead to either malfunction or movement resistance. Then, the base of rules is applied to generate constraints for calculating the permitted capacities of DGs for integration. Specifically, the capacities of the integrated DGs are optimized so that the total capacity of them is maximized while the existing over-current protections can normally operate. Simulation results show that the DG capacity within 8.19 MV·A can ensure the current protection correct operation, and the high accuracy and efficiency of the presented rules are verified.

distributed generation; distribution network; three-phase current protection; permitted capacity; semantic rules

2015-04-16。

馬曉博(1990—),女,碩士生;柯德平(通信作者),男,博士,講師。

國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃資助項(xiàng)目(2012CB215101)。

時(shí)間:2015-09-11

10.7652/xjtuxb201510018

TM71

A

0253-987X(2015)10-0109-07

網(wǎng)絡(luò)出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1069.T.20150911.1047.002.html