韓笑，劉建婷，張益?zhèn)?，梅雨菲，張?/strong> (南京工程學院 江蘇省主動配網(wǎng)重點建設實驗室，南京 211100)
摘要：隨著泛在電力物聯(lián)網(wǎng)概念的提出，傳統(tǒng)的配網(wǎng)形態(tài)正發(fā)生顯著變化，傳統(tǒng)的交流配網(wǎng)設備眾多、線損大、可靠性低，柔性直流配網(wǎng)(后簡稱“直流配電")因其線損小、供電效率高、不存在三相不平衡等問題受到眾多研究人員的青睞。文章主要論述了直流配網(wǎng)常見的故障形式和保護配置、故障電氣量特征與保護原理、繼電保護技術(shù)發(fā)展趨勢。同時對直流配網(wǎng)繼電保護技術(shù)的發(fā)展進行總結(jié),指出下一步可能的發(fā)展方向。關(guān)鍵詞：線路保護；換流器保護；換流變壓器保護；配電物聯(lián)網(wǎng)
柔性直流配網(wǎng)(Flexible Distribution Network，F(xiàn)DN)在消納分布式能源、提高能源利用效率和提升電能質(zhì)量方面展現(xiàn)出交流配電所不具備的優(yōu)勢已成為學者的研究熱點[1-5]。我國成功建成多個智能配電網(wǎng)示范工程，去年8月國網(wǎng)杭州市供電公司負責的靠前智能直流配網(wǎng)在杭州江東新城通過運行考驗，同年9月南網(wǎng)貴州電力科學研究院的五端直流配電示范工程已建成。由于直流配網(wǎng)存在工況和拓撲結(jié)構(gòu)復雜多變、交直流互聯(lián)、開環(huán)、閉環(huán)共存等現(xiàn)象，使得故障的隨機特性、非線性特性增強、耦合因素增多，使得故障形式和保護配置相對復雜，使得保護的選擇性難以保證。目前，直流配網(wǎng)中的故障主要分為交流系統(tǒng)側(cè)、換流變壓器、換流器、直流系統(tǒng)側(cè)故障。與傳統(tǒng)交流配網(wǎng)相比，直流配網(wǎng)需特別關(guān)注換流變壓器、換流器、直流系統(tǒng)側(cè)的故障[6]。換流變壓器同常規(guī)電力變壓器類似有本體保護，也配置各種主保護和后備保護。主要配置換流變壓器及引線差動保護(簡稱大差保護)，換流變壓器差動保護(簡稱小差保護)、繞組差動保護等。換流器在直流工程中起著整流、逆變的樞紐作用，是*為關(guān)鍵的元件之一。換流器區(qū)的故障類型主要包括：逆變器的換相失敗故障、主接線回路短路、換流閥本體及其控制系統(tǒng)故障以及過電壓、過電流等故障。根據(jù)保護原理的不同主要分為差動保護組、諧波保護組、觸發(fā)保護組、電壓、電流保護組和換流閥本體保護組等。由于柔性直流配網(wǎng)分支眾多、線路短，據(jù)數(shù)據(jù)顯示，線路故障約占整個直流系統(tǒng)故障總數(shù)的50%，是*主要的故障類型。常見的故障有雙極短路故障、單極接地故障和斷線故障。其中雙極短路故障對系統(tǒng)危害*嚴重[7-10]。 傳統(tǒng)保護原理的研究已接近極限，隨著配網(wǎng)架構(gòu)的日益復雜，對保護控制功能要求高，使得保護整定配合困難。應用配電物聯(lián)網(wǎng)、移動通信技術(shù)、新一代人工智能等主流技術(shù)，給直流配網(wǎng)繼電保護技術(shù)帶來了挑戰(zhàn)，文章將從配網(wǎng)故障與保護配置現(xiàn)狀、故障電氣量特征與保護原理、繼電保護技術(shù)的發(fā)展趨勢這三個層次介紹柔性直流配網(wǎng)繼電保護技術(shù)的發(fā)展情況。
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