分布式电源输电线路冲击电压分析

作者： 国自电气 时间：2024-08-11 09:03:00 阅读：22

摘要:分布式电源在电网中份额逐渐提高,发生故障后的重合闸技术能够保障电网运行可靠性。相比于三相重合闸技术,单相重合闸的可靠性、安全性更高。文章分析了分布式电源非全相运仃时夏合网络的电压、电流分量,分析重合闸时的电压、电流冲击。仿真结果表明:电压、电流分量符合分析结果，准确度高。

关键词:分布式电源;单相重合闸;冲击电压;冲击电流

1，引言

    分布式电源能够缓解传统化石能源短缺﹑环境污染的问题﹐常采用逆变器并入电网"。但是逆变器由于控制策略﹑拓扑结构的特点,当发生故障时，运行特性与传统同步发电机系统有较大差别。分布式电源的继电保护系统﹑故障切除后的重合闸技术均与传统系统不同。对于三相重合闸技术,由于分布式电源的等效惯量低、调压能力低,重合闸的准同期合闸要求较高。而分布式电源的单相重合闸技术对系统的冲击电流与冲击电压较小。在联络线发生单相故障时,分布式电源可非全相运行,不会发生分布式电源脱离电网,导致电能短缺大量负荷断电,影响电网运行的可靠性与新能源发电消纳能力。本研究针对单相故障时,分布式电源非全相运行的情况下,分析系统的正序网络、负序网络、零序网络,研究供电系统电压﹑电流特性。进而分析故障切除后,重合闸时冲击电流与冲击电压的特性。为验证分析结果的有效性,搭建了仿真模型。结果表明:本研究的分析方法能够准确计算单相重合闸时的电压与电流。在分布式电源采用负序电流抑制技术后,单相重合闸时不存在冲击电压与冲击电流。

2，分析

    为验证本研究提出的方法的可靠性,搭建了仿真模型。在发生故障前,电网电压的有效值为1pu，分布式电压为满载输出,即输出电流为1pu。分布式电源与大电网的联络线在1.5s时发生瞬时性故障,经过100ms隔离故障后,延时1s重合闸。分布式电源采用负序电流抑制策略﹐负荷水平为50%、单相合闸时,各序电压﹑电流波形如图略。由图例可知,当发生单相故障时,切除故障系统非全相运行﹐电压正序分量为1pu,且负序分量、零序分量仅为0.05 pu。在2.6s重合闸时,系统基本没有电压冲击。由于采用了负序电流抑制控制,在全相运行与非全相运行期间,分布式电源均只输出正序分量。在单相合闸期间﹐系统的负序电流分量、零序电流分量均接近0pu。在单相重合闸时,系统无电流冲击。分布式电源不采用负序电流抑制策略﹑负荷水平为50%时,单相合闸,各序电压、电流波形如图例所示。由图例可知,在发生故障分布式电源非全相运行时,正序电压上升至1.21pu,负序电压上升到0.23pu,零序电压也上升到0.23pu。此时触发过电压保护,分布式电源脱离大电网在非全相运行期间,正序电流下降到0.83pu,负序电流上升至0.16pu。但是此时由于过电压,重合闸失败,系统脱离大电网。

3，结论

    分布式电源出现单相故障,分布式电源控制系统采用负序电流抑制控制策略时,在切除故障后，进行单相重合闸时,无电流冲击与电压冲击。而不采用负序电流抑制控制策略时,单相重合闸将因为过电压而导致合闸失败。