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基于介质碳化通道电阻与温度映射关系的光伏直流汇集系统早期故障判别 被引量：1
1
作者 张旸 贾科 +2 位作者 张恬昕 施志明 毕天姝 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期1645-1653,I0075,I0077,I0078,共12页
光伏中压直流汇集系统中,极间短路故障过流很可能迫使换流器在几毫秒内闭锁,保护来不及动作,引发整个系统停运。该问题可通过提前识别并隔离直流线路中的早期故障来解决。然而在直流线路上,早期故障与绝缘缺陷尚缺乏明确的边界,故障检... 光伏中压直流汇集系统中,极间短路故障过流很可能迫使换流器在几毫秒内闭锁,保护来不及动作,引发整个系统停运。该问题可通过提前识别并隔离直流线路中的早期故障来解决。然而在直流线路上,早期故障与绝缘缺陷尚缺乏明确的边界,故障检测判据的阈值难以给定。为此,该文提出了基于碳化通道电阻与温度映射关系的早期故障边界给定原则。基于早期故障发展机理,建立了电缆早期故障实验拟合模型,选取介质碳化通道电阻为故障特征量。在计及系统电压控制约束条件下,解析电缆层间温差与碳化通道电阻的映射关系,进而确定早期故障边界。在此基础上提出了基于故障介质碳化通道电阻值的早期故障判据。仿真结果证明了早期故障边界的合理性以及早期故障判据的有效性,能够为光伏中压直流汇集系统的持续安全运行提供保障。 展开更多
关键词 直流汇集系统 早期故障 故障边界 故障判别
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基于单端暂态信号量测的柔性直流汇集系统主动保护 被引量：8
2
作者 贾科 朱瑞 +3 位作者 毕天姝 王聪博 宣振文 李晨曦 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第6期1572-1581,共10页
可切断直流故障电流的换流器拓扑解决了柔性直流系统短路时冲击电流大的问题,但其闭锁时间短、故障信息少,且难以解析,给系统保护带来了很大挑战。提出一种基于单端暂态信号模糊数学处理的光伏直流接入系统主动保护,通过建立非故障模糊... 可切断直流故障电流的换流器拓扑解决了柔性直流系统短路时冲击电流大的问题,但其闭锁时间短、故障信息少,且难以解析,给系统保护带来了很大挑战。提出一种基于单端暂态信号模糊数学处理的光伏直流接入系统主动保护,通过建立非故障模糊集和故障模糊集,解决了暂态瞬时值采样噪声高和误差大,故障信息无法线性解析的问题。同时,利用换流器主动闭锁控制后保护区内外窗长数据截集值的不同,在保证快速性的情况下,实现了故障区域区分。通过仿真验证,所提算法能在强噪声干扰和量测误差较大的情况下准确动作,具有一定的工程应用价值。 展开更多
关键词 直流汇集系统 单端量主动保护 故障模糊集 截集值
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海上风电全直流汇集送出系统自适应振荡抑制策略 被引量：3
3
作者 韩华春 李群 +1 位作者 荣泉森 胡鹏飞 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期72-78,共7页
海上风电全直流汇集送出系统中各DC/DC变换器以串并联形式组网,其控制之间相互耦合,极易诱发直流母线电压振荡。为抑制海上风电全直流汇集送出系统的直流母线电压振荡,提出一种基于直流镇定器的自适应振荡抑制策略。建立系统中各DC/DC... 海上风电全直流汇集送出系统中各DC/DC变换器以串并联形式组网,其控制之间相互耦合,极易诱发直流母线电压振荡。为抑制海上风电全直流汇集送出系统的直流母线电压振荡,提出一种基于直流镇定器的自适应振荡抑制策略。建立系统中各DC/DC变换器的阻抗模型。在风机机端升压端口处并联直流镇定器,通过提取直流电压的振荡频率,自适应地控制输出电流跟踪其参考值,实现输出电流与直流母线的振荡电压分量同频同相,重塑了风机机端升压端口对应谐振频率附近的阻抗。基于所提方法的振荡抑制机理,设计了期望输出导纳系数的取值界限并进行了直流镇定器的容量配置。通过阻抗稳定性分析和PLECS仿真,验证了所提方法抑制系统直流母线电压振荡的有效性。 展开更多
关键词 海上风电全直流汇集送出系统 阻抗建模 自适应振荡抑制 直流镇定器 ISOP-DAB
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具备短路电流限制能力的新能源直流汇集双极直流变换器 被引量：1
4
作者 索之闻 王智冬 +1 位作者 蒋维勇 王菲 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期162-170,共9页
直流汇集和外送为未来沙漠戈壁荒漠大规模新能源消纳提供了一种可行解决方案,直流变换器是新能源直流汇集系统的关键设备。谐振直流变换器具有在全负载范围内损耗较小,波形质量好等优点,在新能源纯直流汇集场景具有应用前景,然而因其呈... 直流汇集和外送为未来沙漠戈壁荒漠大规模新能源消纳提供了一种可行解决方案,直流变换器是新能源直流汇集系统的关键设备。谐振直流变换器具有在全负载范围内损耗较小,波形质量好等优点,在新能源纯直流汇集场景具有应用前景,然而因其呈现低阻抗、短路故障电流上升速度快的特征,必须对短路电流进行限制。该文提出了一种具备短路限流能力的双极直流变换器,首先分析了拓扑运行原理及其参数设计方法,然后分析了所提直流变换器的故障限流机理,设计了其短路电流控制方法,最后通过Matlab/Simulink仿真和实验样机验证了所提电路和故障限流方法的可行性。结果表明,所提直流变换器能够实现直流短路电流限制,能够在一极故障时维持另一极正常运行,提高了供电可靠性。相关研究成果将为新能源直流汇集系统的构建和工程实施提供技术参考。 展开更多
关键词 新型电力系统 大规模新能源 直流汇集系统 谐振直流变换器 直流短路电流限制
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基于边界谐振识别的光伏直流升压汇集系统的故障处理 被引量：10
5
作者 贾科 施志明 +3 位作者 朱瑞 陈聪 陈淼 毕天姝 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第6期2144-2155,共12页
光伏直流升压汇集系统的多分支短线结构使得传统用于高压直流输电的保护方法难以适用。为此,该文针对现有直流保护方法中存在的问题,提出一种基于边界谐振识别的故障处理方法,它利用直流故障极间电压的阶跃特征和矢量加法性质,比较通过... 光伏直流升压汇集系统的多分支短线结构使得传统用于高压直流输电的保护方法难以适用。为此,该文针对现有直流保护方法中存在的问题,提出一种基于边界谐振识别的故障处理方法,它利用直流故障极间电压的阶跃特征和矢量加法性质,比较通过连续小波变换算法提取出的特定频率电流幅值大小,识别并切除故障支路,完成故障隔离;同时,利用直流变压器出口等效并联电容与限流电抗器构成的边界串联谐振,分析故障分量回路,得出谐振电流与故障距离的关系,完成故障测距,并清除故障,实现光伏直流升压汇集系统的快速故障处理。与传统故障处理方法相比,该方法只需要提取特定频率故障电流量就可完成故障处理,对数据存储与传输要求低,无需考虑通信延时带来的误差问题。PSCAD仿真结果表明该方法只需要故障前后2.5ms的电流数据就可以完成故障处理,所需数据窗较短,且具有较高的耐受过渡电阻、噪声和分布电容能力,为现有直流系统保护设计提供新的可选方法。 展开更多
关键词 光伏直流汇集系统 串联谐振 故障测距 故障处理 小波变换
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基于串联电抗的光伏电站直流汇集接入系统低压电缆综合保护方法 被引量：6
6
作者 奚鑫泽 黄文焘 +2 位作者 张林 孙磊 邰能灵 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第A02期608-615,共8页
针对光伏电站直流汇集接入系统,提出一种基于串联电抗的低压直流电缆综合保护方法。通过在低压直流电缆与电力电子装置连接处串入限流电抗,抑制故障电流,以延长保护动作时间。本文改进了电流微分量的获取方法,利用电缆两侧电压和电流数... 针对光伏电站直流汇集接入系统,提出一种基于串联电抗的低压直流电缆综合保护方法。通过在低压直流电缆与电力电子装置连接处串入限流电抗,抑制故障电流,以延长保护动作时间。本文改进了电流微分量的获取方法,利用电缆两侧电压和电流数据计算出电缆故障位置,实现直流低压电缆保护。该保护方法不受故障类型、位置和过渡电阻的影响,采用故障动作判据简单可靠,在保护动作的过程中,可以获取故障位置,同时在数据不同步的情况下,该方法仍可实现正确动作。通过PSCAD/EMTDC仿真分析其有效性,仿真结果表明该方法能实现直流电缆保护和故障定位,适用于直流输配电网。 展开更多
关键词 低压电缆 综合保护 直流汇集接入系统 大型光伏电站 串联电抗器 故障测距
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海上风电直流汇集DC/DC系统实时仿真方法 被引量：16
7
作者 杜杰 李子润 李国杰 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2023年第7期170-177,共8页
随着深远海风电的开发与快速发展,采用柔性直流输电技术逐渐成为海上风电系统的首选方案。然而,海上风电及其输电系统的安全运行仍面临严峻的挑战。实时仿真技术能低成本、快速模拟各种复杂运行工况,得到越来越多的关注。直流汇集DC/DC... 随着深远海风电的开发与快速发展,采用柔性直流输电技术逐渐成为海上风电系统的首选方案。然而,海上风电及其输电系统的安全运行仍面临严峻的挑战。实时仿真技术能低成本、快速模拟各种复杂运行工况,得到越来越多的关注。直流汇集DC/DC系统是海上风电系统中的关键设备,其复杂的级联结构、数量众多的元件和更高的开关频率都给实时仿真带来了巨大的挑战。为此,提出一种海上风电直流汇集DC/DC系统实时仿真方法,通过仿真算法的并行设计和等效模型的构建两个步骤,实现大规模海上风电直流汇集DC/DC系统的小步长实时仿真。首先,将EMTP算法重新设计为适用于实时仿真的并行算法,并基于此构建直流汇集DC/DC系统子模块的等效模型。其次,根据子模块之间的串联耦合关系,构建直流汇集DC/DC系统的多端口等效模型。最后,在CPU-FPGA异构实时仿真平台中进行海上风电直流汇集DC/DC系统在多种工况下的实时仿真,并与PSCAD/EMTDC离线仿真结果进行对比,验证了所提实时仿真方法的准确性和高效性。 展开更多
关键词 实时仿真 直流汇集DC/DC系统 多端口等效模型 海上风电 可编程逻辑阵列
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基于电流-温度动态映射的新能源直流汇集送出系统串联电弧故障检测 被引量：8
8
作者 贾科 张旸 +3 位作者 温志文 余磊 施志明 毕天姝 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2022年第8期3123-3131,共9页
新能源直流汇集送出系统中,汇集支路上的串联电弧故障受电弧自身特性及换流器控制策略约束,无明显电气量特征,传统保护难以动作。为此,该文提出了一种基于电流-温度动态映射关系的直流串联电弧故障检测方法。解析了串联电弧故障的热特性... 新能源直流汇集送出系统中,汇集支路上的串联电弧故障受电弧自身特性及换流器控制策略约束,无明显电气量特征,传统保护难以动作。为此,该文提出了一种基于电流-温度动态映射关系的直流串联电弧故障检测方法。解析了串联电弧故障的热特性,建立了故障前后线路电流与电缆表皮温度的映射关系曲线,判断故障映射相比正常映射的偏移程度来检测故障。所提判据能够根据新能源出力自适应调整检测阈值,可靠判别串联电弧故障的同时提升检测速度,为串联电弧检测提供新的可选思路。 展开更多
关键词 新能源直流汇集送出系统 串联电弧故障 电流-温度动态映射
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光伏直流升压汇集系统断线故障特性分析 被引量：2
9
作者 宋晓梅 李道洋 +3 位作者 行登江 辛德锋 杨美娟 姚为正 《全球能源互联网》 2019年第4期416-424,共9页
光伏电站采用直流汇集方式能够解决采用交流汇集方式时的宽频域振荡问题和线路损耗大的问题,但是现有文献对直流升压汇集系统的故障特性特别是断线故障特性研究很少。针对基于IPOS结构的直流升压变换器单元的光伏直流升压汇集系统,提出... 光伏电站采用直流汇集方式能够解决采用交流汇集方式时的宽频域振荡问题和线路损耗大的问题,但是现有文献对直流升压汇集系统的故障特性特别是断线故障特性研究很少。针对基于IPOS结构的直流升压变换器单元的光伏直流升压汇集系统,提出了系统断线故障发展过程中,非故障线路上存在故障电流的特性。首先,分析了非故障线路上故障电流产生的机理;其次,按照故障点位置的不同,对故障电流引起的系统电压电流变化特性进行了分析,并推导了故障电流的计算表达式;再次,从继电保护的角度分析了故障电流对直流升压汇集系统的影响;最后,基于PSCAD/EMTDC搭建了直流升压汇集系统进行了仿真,验证故障特性分析的正确性。 展开更多
关键词 直流升压汇集系统 断线故障 故障特性 故障电流
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基于高频谐振识别的光伏直流汇集支路故障定位 被引量：6
10
作者 李春 赵玉勇 +3 位作者 吴方舟 贾科 施志明 汤化国 《电力系统保护与控制》 CSCD 北大核心 2021年第15期150-158,共9页
光伏柔性直流汇集支路发生直流故障时,呈现快速变化的暂态过程,传统基于固定特征频率阻抗量测的故障定位方法难以适用。因此,亟待研究快速可靠的故障定位方法,实现光伏直流汇集并网系统故障快速恢复。提出一种基于高频谐振识别的双极短... 光伏柔性直流汇集支路发生直流故障时,呈现快速变化的暂态过程,传统基于固定特征频率阻抗量测的故障定位方法难以适用。因此,亟待研究快速可靠的故障定位方法,实现光伏直流汇集并网系统故障快速恢复。提出一种基于高频谐振识别的双极短路故障定位方法。利用直流故障极间电压的阶跃特征和直流变压器(DC transformer, DCT)出口并联电容与限流电抗器构成的串联谐振,得出高频谐振电流与故障距离的关系。通过连续小波变换(Continuous Wavelet Transform, CWT)提取故障谐振电流,计算出故障距离,最终完成故障定位。与传统故障定位方法相比,该方法无需额外高频注入源,不受换流器状态和控制系统影响。PSCAD仿真结果表明所提方法只需要故障前后2.5 ms的故障数据就可以进行可靠的故障测距,所需数据窗较短,满足光伏直流汇集系统精确定位故障与快速恢复运行的要求,并且具有较高的耐受过渡电阻、噪声和分布电容能力。该方法为现有直流系统保护设计提供新的可选方法。 展开更多
关键词 光伏直流汇集系统 高频谐振 谐振电流 小波变换 故障定位
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