直流配电网介绍

直流配电网介绍

基于毕天姝等《直流配电网保护技术评述》总结定义：直流配电网是通过高功率电力电子技术以直流形式将各种电源、负荷以及储能设备联网运行的新型的电力网络优势：（1）大量分布式电源与直流负荷接入直流配电网，相较于交流配电网来说，减少了换流环节，降低了设备成本，提高了能源效率；（2）相比于交流配电网，柔性直流配电网受交流侧故障影响小，不增加交流侧短路容量；（3）直流配电网中无需传输功率，无电容效应与集肤效应，供电半径及容量大、效率高；（4）相比较于交流配电网，直流陪电网中的电能质量问题更容易解决有待提高之处：直流换流设备耐受过流的能力弱，且故障恢复控制措施相对复杂，对实现快速检测、故障定位及有选择的隔离故障区域提出了更高的要求直流配电网拓扑结构示意图1.网络拓扑为双端型供电，不存在环流问题，并且能够提高供电可靠性。2.接地方式为直流电容器中性点高阻接地，能够防止单极接地故障引起严重过流，进而威胁设备安全3.环流器采用的是VSC，但是在自己做的时候可以更换成MMC保护关键问题与技术难点直流配电网保护可分为换流站保护、直流网的保护以及负荷分支保护。换流站保护技术与已有直流系统区别不大；负荷分支作为直流配电网的末端，其保护技术相对简单，故重点讨论直流网的保护技术直流线路双击故障的故障特征复杂；交流侧的换流电抗器含有比较大的电感元件，导致故障暂态过程持续时间较长；稳态故障电流幅值较大；所以实现快速、可靠、有选择的故障检测方法是需要解决的问题。此外故障定位也是继故障检测之后的又一个关键问题实现准确故障定位的难点：（1）可利用数据少（2）负荷分支的干扰（3）直流线路各区段长度较短故障检测方法1.电气量幅值保护优点：电气量幅值保护仅利用单一电气量，原理简单、易于实现，具有较好的经济性缺点：（1）单独依靠电气量幅值，难以防止相邻出线故障引起本线路保护误动（2）故障后直流配电网拓扑随续流二极管通断呈现时变特性，缺乏电气量故障计算方法，因此电气量幅值保护定值整定多依赖仿真计算（3）直流配电网含有分布式电源，并且线路较短，电气量幅值保护可能存在出线保护与负荷分支保护定值配合难题。故障检测方法2.电气量微分保护分为电压微分保护和电流微分保护优点：动作速度快缺点：(1)电气量微分针对行波波头到达特性，因此只适用于故障起始阶段。(2)电气量微分保护的定值整定依赖于仿真计算，缺乏普适的定值整定方法。(3)直流配电网若采用架空线，电气量微分保护易受雷电等噪声干扰，耐受过渡电阻的能力有限。故障检测方法

3.测距式保护分为行波测距保护和参数识别保护优点：整定易于实现，不依赖仿真计算缺点：（1）对于行波测距保护，由于直流配电网线路较短，行波反射到达时间极短，若想准确捕捉波头需要很高的采样率，对保护硬件的要求高（2）

参数识别保护易受负荷的影响，负荷分支可能产生外吸或助增电流，影响线路参数辨识的准确性故障定位方法故障定位方法名称本地被动式故障定位方法本地注入式故障定位方法基于多点信息的故障定位方法(电流差动方法、纵联方向方法、广域信息法)优点不需要增加额外的设备，具有较好的经济性可以较好地解决可利用故障数据少和暂态电气量特征复杂这两个技术难点，具有较好的准确性原理简单可靠，灵敏度高，不受运行状态的影响。缺点1.可利用故障数据少，精确计算故障距离难;2.直流配电网各区段长度短导致故障特征差异非常小，准确识别故障位置难1.均存在采样频率偏高的问题2.本地注入式故障定位方法需要增加额外注入设备，经济性差，并且增加了一次系统的复杂性1.需要通信设备，并且每个分段开关都需要配置定位装置，增加了设备成本，经济性较差2.直流配电网的馈线可能存在T接负荷分支，这将对故障区域定位的可靠性造成影响后续的研究重点1)研究具有工程应用价值的暂态故障电气量提取与计算方法;2)研究基于故障暂态量的故障检测与定位方法;3)探索新的直流电网保护配置与配合方法。其他文献总结直流配电网保护面临的四大问题：（1）直流配电系统接地方式（2）直流断路器的应用（3）分布式电源的接入（4）电力电子装置的限流柔性直流配电网保护系统的保护范围：VSC/MMC;直流变压器；直流线路；直流母线；直流分段设备直流配点的难点：线路的复杂性，存在T接线路或负载以及分布式电源，而且配电系统对供电可靠性及电能质量的要求更高保护区域的划分：（1）交流系统保