李斌，張慧穎，何佳偉(智能電網(wǎng)教育部重點實驗室(天津大學)，天津市300072)

主動配電網(wǎng)保護控制的設計與研究

李斌，張慧穎，何佳偉
(智能電網(wǎng)教育部重點實驗室(天津大學)，天津市300072)

主動配電網(wǎng)是智能配電網(wǎng)發(fā)展的高級技術階段，是具備組合控制各種分布式電源、儲能、可控負荷以及具備需求側響應能力的配電網(wǎng)絡。該文對主動配電網(wǎng)的構成進行了簡要介紹，探討了主動配電網(wǎng)自身的特點及其對保護控制系統(tǒng)的要求，在此基礎上提出了面向主動配電網(wǎng)的控制保護系統(tǒng)的整體架構，并對主動配電網(wǎng)保護控制中的關鍵技術即運行控制技術、并網(wǎng)點與配電網(wǎng)相結合的保護技術以及直流配電網(wǎng)保護技術進行了闡述。

主動配電網(wǎng);微電網(wǎng);保護;控制

0 引言

從哲學層面、經(jīng)濟學層面、技術層面出發(fā)，謀求能源高效利用和可持續(xù)發(fā)展的能源互聯(lián)網(wǎng)已成為能源領域的主導發(fā)展方向之一［1］。能源互聯(lián)網(wǎng)是以互聯(lián)網(wǎng)理念構建的新型信息能源融合“廣域網(wǎng)”，它以電網(wǎng)為“主干網(wǎng)”，以分布式電網(wǎng)為“局域網(wǎng)”，以開放對等的信息能源一體化架構真正實現(xiàn)能源的雙向按需傳輸和動態(tài)平衡使用。事實上不難發(fā)現(xiàn)，這一發(fā)展思路與未來智能配電網(wǎng)的構想是不謀而合的。當前盡管世界上不同國家針對本國的能源和電網(wǎng)現(xiàn)狀制定了不同的智能電網(wǎng)發(fā)展目標，但智能配電系統(tǒng)是幾乎所有國家發(fā)展智能電網(wǎng)的重點所在。

電力需求的持續(xù)增長、傳統(tǒng)能源的短缺以及電力市場的開放催生了分布式發(fā)電技術的快速發(fā)展。但是，基于可再生能源的分布式發(fā)電技術面臨著電源單機接入成本高，功率輸出具有隨機性和波動性等問題［2］。將可再生能源、儲能單元以及本地負荷有機融合形成微電網(wǎng)接入配電網(wǎng)，是發(fā)揮分布式發(fā)電系統(tǒng)效能的最有效方式［3］。與此同時，我們也需要注意到，受大容量儲能和控制方式可行性的限制，當前微電網(wǎng)理論研究與工程實踐往往集中于并網(wǎng)容量有限的400V低壓配電網(wǎng)。因此，配電網(wǎng)必須從微電網(wǎng)和規(guī)?；植际诫娫醇惺讲⑷胫袎号潆娋W(wǎng)兩方面雙管齊下，最大限度地提升電網(wǎng)消納可再生能源的能力。結合配電網(wǎng)需求側響應和智能用電技術的發(fā)展，可以預見，智能配電網(wǎng)的發(fā)展路線必然是將一個集中、單向、生產(chǎn)者控制的配電網(wǎng)，轉(zhuǎn)變成更加分布、更多消費者互動的主動配電網(wǎng)。

主動配電網(wǎng)是智能配電網(wǎng)發(fā)展的高級技術階段，是具備組合控制各種分布式能源(分布式電源、儲能、可控負荷、需求側響應)能力的配電網(wǎng)絡，旨在加大配電網(wǎng)對可再生能源的接納能力，提升配電網(wǎng)資產(chǎn)的利用率以及提高用戶用電質(zhì)量和供電可靠性［4-5］。分布式發(fā)電已在世界范圍內(nèi)得到廣泛認同。因此分布式發(fā)電接入電網(wǎng)所面臨的制度化束縛與技術瓶頸將必然被突破。國家電網(wǎng)公司已宣布容量小于6 MW的分布式發(fā)電系統(tǒng)將無障礙接入10 kV配電網(wǎng)?？梢?，發(fā)展主動配電網(wǎng)的政策條件和技術背景正在日益完善。

本文對主動配電網(wǎng)的構成與特征進行了介紹，并提出了面向主動配電網(wǎng)的保護控制系統(tǒng)設計方案，并對相關保護控制技術進行了具體介紹。

1 主動配電網(wǎng)的構成與特征

未來的主動配電網(wǎng)絡將包含大量自治運行區(qū)域，中壓網(wǎng)可以劃分為多個獨立運行單元控制區(qū)域(Cell)，低壓網(wǎng)將形成大量由分布式電源和負荷構成的微電網(wǎng)。這些自治區(qū)域可以采取不同運行拓撲(輻射狀、環(huán)狀等)，不同供電方式(常規(guī)交流、多端柔性直流)。自治區(qū)域?qū)⒕邆洫毩⑦\行能力，緊急情況下又能相互支持。主動配電網(wǎng)具有以下重要特征。

(1)具有多源屬性的主動配電網(wǎng)絡:大量分布式電源和儲能系統(tǒng)在配電系統(tǒng)的接入，使得配電系統(tǒng)出現(xiàn)了類似傳統(tǒng)輸電系統(tǒng)的多源供電、雙向潮流等特性。分布式電源的間歇性特性和負荷的需求側響應等產(chǎn)生的動態(tài)不可測潮流會顯著增加;電壓電流波動及線路、變壓器等設備越限可能性也會增加。同時，分布式電源接入對配電網(wǎng)拓撲、故障電流水平的影響都使得主動配電網(wǎng)絡的保護原理及措施需要重新審視和考慮。

(2)現(xiàn)有被動網(wǎng)絡管理模式將被主動網(wǎng)絡管理模式所替代:現(xiàn)有配電網(wǎng)只能采取就地消納和局部控制相結合的方式被動接納分布式電源。這不但影響了分布式電源的滲透率，造成可再生能源開發(fā)困難，同時由于相關設備效能未能充分發(fā)揮，大大增加了配電網(wǎng)投資運行成本。因此對配電系統(tǒng)進行主動控制和網(wǎng)絡管理是主動配電網(wǎng)的核心內(nèi)容，由此帶來的對于配電網(wǎng)保護的適應性及新型保護系統(tǒng)設計問題是必須要解決的問題。

(3)控制手段將更加多樣化與精細化:分布式電源接入及電力電子設備的使用極大提高了配電系統(tǒng)的可控性。自動故障定位、自動供電恢復、自動保護整定、自動電壓控制、網(wǎng)絡再組合等技術的應用將使得配電系統(tǒng)的自愈能力顯著改善。但實現(xiàn)多樣化、精細化、概率化和預測性的配電系統(tǒng)運行控制、網(wǎng)絡重構和保護再整定技術則需要進行更深入的配電系統(tǒng)分析工作。

(4)信息交互能力將明顯加強:先進的通信網(wǎng)絡將使得配電網(wǎng)具備強大的雙向信息交互能力;但這種信息感知與交互也將顯著增加海量數(shù)據(jù)信息處理的難度，這就對發(fā)展分布式協(xié)同控制技術提供了機遇與挑戰(zhàn)。

(5)源-網(wǎng)-荷的互動方式更加復雜化:為提高終端能源的利用效率，用戶端將會大量采用智能設備，同時由于用戶需求側響應等影響，將會使得配電系統(tǒng)的動/靜態(tài)行為更加復雜化。配電網(wǎng)一次系統(tǒng)與二次系統(tǒng)交互影響、二次系統(tǒng)中控制保護技術與方案的相互影響和協(xié)調(diào)都給智能配電網(wǎng)的保護原理和方案帶來了巨大的挑戰(zhàn)。

2 主動配電網(wǎng)控制保護系統(tǒng)

分布式電源的控制特性使微電網(wǎng)及其所接入的配網(wǎng)具有復雜的非線性特征［6］。適用于線性系統(tǒng)的對稱分類法等故障分析手段不能客觀反映含分布式電源接入的主動配電網(wǎng)故障暫態(tài)特性［7-8］。分布式電源高滲透率接入條件下的保護可以從“并網(wǎng)點保護、配電網(wǎng)保護”兩個角度、“點、線、面”三個層次進行研究。對其繼電保護原理與技術的要求除傳統(tǒng)四性要求之外，基于本地信息量的并網(wǎng)點保護應滿足微電網(wǎng)分布式自治、與配電網(wǎng)靈活互動的要求?；谛畔⒔换サ呐潆娋W(wǎng)系統(tǒng)級保護應滿足允許分布式電源靈活接入、足夠靈敏地反映分布式電源故障出力等要求。

2.1 主動配電網(wǎng)運行控制研究

主動配電系統(tǒng)互動可控的運行控制系統(tǒng)充分利用配電系統(tǒng)的結構特點，將配電網(wǎng)絡分層分區(qū)加以劃分，形成不同電壓等級、不同地區(qū)分布的控制區(qū)域。在合理考慮臨近控制區(qū)影響的條件下，每個控制區(qū)主要實施區(qū)域局部控制。以實現(xiàn)主動配電網(wǎng)絡靈活運行為目標，從配電網(wǎng)自身、分布式電源接入以及可調(diào)負荷參與的順序和角度探索主動配電網(wǎng)的協(xié)同控制方法。具體包括以一次網(wǎng)絡重構及二次保護自適應協(xié)調(diào)為思路的配電網(wǎng)自調(diào)節(jié)能力;考慮多類型負荷變化特性以及可調(diào)負荷資源參與的多目標協(xié)同控制;基于下垂控制的微電網(wǎng)無縫模式切換控制等。在控制手段上依賴新型電力電子控制技術，以能量路由器為功率傳輸中繼，配備與配電網(wǎng)的高壓接口連接以及和分布式電源連接的低電壓交直流接口。能量路由器需對連接至其智能功率傳輸模塊接口的所有裝置進行識別和管理，包括狀態(tài)監(jiān)控，數(shù)據(jù)收集和控制基準。對于可控負荷，控制基準可能包括開機、關機指令，功率和電壓調(diào)節(jié)指令等;而對于儲能裝置而言，控制基準則可能是充、放電速率、深度等?；谀芰柯酚善鞯姆植际街悄芸刂葡到y(tǒng)分布于所有的能量路由器，并利用通信網(wǎng)絡來與其他能量路由器協(xié)調(diào)配電網(wǎng)的運行控制。以軟常開點為配電網(wǎng)功率傳輸分配的關鍵技術手段，實現(xiàn)主動配電網(wǎng)的動態(tài)網(wǎng)絡重構和優(yōu)化運行?；诜植际娇刂茀^(qū)域的概念，將發(fā)展協(xié)同決策算法，以便協(xié)調(diào)各種控制功能，避免多種控制功能獨立實施可能造成的系統(tǒng)運行混亂。圖1所示即為互動可控的主動配電網(wǎng)運行控制框圖及關鍵控制技術的示意圖。

2.2 主動配電網(wǎng)保護技術研究

隨著數(shù)字化變電站、光纖以太網(wǎng)等一系列新技術的發(fā)展與應用，面向電網(wǎng)主設備以及網(wǎng)絡拓撲的集成保護成為可能。集成保護系統(tǒng)應是面向配電網(wǎng)區(qū)域的集成網(wǎng)絡保護與面向單一元件設備的局部快速集成保護的有機協(xié)調(diào)與統(tǒng)一。面向單一元件設備如母線、線路等的本地集成保護單元，能夠?qū)崿F(xiàn)具有針對性的快速保護;而面向整體區(qū)域電網(wǎng)的集成網(wǎng)絡保護，借助以太網(wǎng)等通信網(wǎng)絡實現(xiàn)對區(qū)域的集中保護決策，為區(qū)域配電網(wǎng)提供后備保護。兩者層次分明，分工明確，相互協(xié)調(diào)，共同實現(xiàn)主動配電網(wǎng)可靠而又快速的集成保護，如圖2所示。

圖1 主動配電網(wǎng)運行控制框架及關鍵控制技術Fig.1 Active distribution network operational control framework and key control technology

圖2 主動配電網(wǎng)集成保護示意圖Fig.2 Integration protection of active distribution network

多饋入電源主動配電網(wǎng)自適應保護技術包含“點、線、面”這3個保護層次。

所謂“點”，是從分布式保護思想出發(fā)，應保證分布式電源或微電網(wǎng)并網(wǎng)的公共耦合點處具備集孤島檢測保護為核心、具有并網(wǎng)狀態(tài)、孤島狀態(tài)及狀態(tài)切換控制的保護功能。并且主動式檢測方法應不影響并網(wǎng)運行時配電網(wǎng)的供電電能質(zhì)量。在微電網(wǎng)概念引入之前，世界各國一般均不允許分布式電源孤島運行，采用系統(tǒng)故障時主動將分布式電源退出的保護控制方案。但隨著微電網(wǎng)技術的發(fā)展，在主動配電網(wǎng)中，微電網(wǎng)與配電網(wǎng)的協(xié)調(diào)運行以及其孤島運行能力無疑是提高供電可靠性的有效措施之一。為此，微電網(wǎng)的孤島檢測及保護控制就顯得尤為重要［9］。傳統(tǒng)基于電壓、頻率幅值特征的孤島保護無法滿足系統(tǒng)對孤島檢測的靈敏性和速動性要求。采用基于擴展卡爾曼的測頻算法，依據(jù)頻率動態(tài)變化率、方差等判定條件，采用模糊數(shù)學邏輯實現(xiàn)快速高靈敏度被動式孤島檢測，同時基于諧波畸變率突變或頻率突變啟動主動式孤島檢測的方法，不僅降低了孤島檢測對微網(wǎng)正常運行的影響，也滿足了微網(wǎng)并網(wǎng)/孤網(wǎng)模式切換控制的要求［10］。所謂“線”是指主動配電網(wǎng)內(nèi)供電支路的保護。盡管分布式電源在配電網(wǎng)的接入改變了配電系統(tǒng)功率單一流向的基本屬性，使得配電系統(tǒng)成為有源網(wǎng)絡。但由于分布式電源容量與系統(tǒng)容量相差懸殊，且逆變型分布式電源供給短路電流的能力非常有限。因此，配電系統(tǒng)的保護既不能忽略分布式電源的影響，又不能將分布式電源做與電網(wǎng)類似的等效。因此，傳統(tǒng)基于工頻量的保護原理雖可以實現(xiàn)故障的檢測，但在故障定位和故障隔離方面難以達到系統(tǒng)要求［11］。基于暫態(tài)量信息的主動配電網(wǎng)保護原理利用小波變換提取故障暫態(tài)高頻分量，通過線路兩端暫態(tài)高頻分量的極性比較來對故障進行定位，克服了由于系統(tǒng)與分布式電源之間供流能力差別大等原因造成的傳統(tǒng)保護選擇性、靈敏性差的缺點。暫態(tài)極性比較保護具體原理如下:

故障發(fā)生時，暫態(tài)電流分量由故障點向線路的兩端開始傳播，如果假設線路兩端的保護的正方向均為母線指向線路，那么當故障發(fā)生在區(qū)內(nèi)時，到達線路兩端母線處的暫態(tài)電流極性相同。相反，如果故障發(fā)生在線路保護的區(qū)外時，到達線路兩端母線處的暫態(tài)電流極性相反。圖3所示為三相短路故障分別發(fā)生在區(qū)內(nèi)和區(qū)外時的暫態(tài)高頻分量波形，iT-B和iT-D分別表示利用小波變換提取的線路兩端暫態(tài)高頻電流。

圖3 線路區(qū)內(nèi)區(qū)外三相短路故障暫態(tài)高頻分量Fig.3 Transient high frequency component waveforms in the cases of internal and external symmetrical faults

暫態(tài)電流信號高頻分量極性借鑒信號處理中的互相關函數(shù)的概念來對2個暫態(tài)信號的相似程度進行描述。當線路兩端暫態(tài)高頻分量的互相關系數(shù)接近1時，即可判定為兩信號暫態(tài)極性相同，從而判定為線路區(qū)內(nèi)故障;當互相關系數(shù)接近1時，2個信號暫態(tài)極性相反，即可判定為線路區(qū)外故障。基于暫態(tài)信息的暫態(tài)極性比較保護新方案可以覆蓋所有故障類型，并且可以適用于線路故障和母線故障。

所謂“面”是從配電網(wǎng)分區(qū)的角度實現(xiàn)區(qū)域保護。主動配電網(wǎng)保護是基于暫態(tài)極性比較保護原理，對配電網(wǎng)進行分區(qū)，構建區(qū)域集中綜合控制與本地保護控制系統(tǒng)相結合的保護系統(tǒng)。采用母線線路集成保護的思路，在配電網(wǎng)母線處設立一個集成保護單元，基于本地信息以及相鄰保護單元的故障信息實現(xiàn)對本地單一電氣設備母線和線路的保護。與此同時，利用分布式布局的能量路由器作為集成網(wǎng)絡保護單元獲取配電網(wǎng)多點信息，根據(jù)不同的情況綜合多點的信息完成基于多點信息的保護控制功能，從而完成故障快速定位以及后備保護的功能，實現(xiàn)配電網(wǎng)絡保護及自動化。主動配電網(wǎng)的集成保護系統(tǒng)應是面向配電網(wǎng)整體區(qū)域的集成網(wǎng)絡保護與面向單一元件設備的局部快速集成保護的有機協(xié)調(diào)與統(tǒng)一。面向單一元件設備如母線、線路等的本地集成保護單元，能夠?qū)崿F(xiàn)具有針對性的快速保護;而面向整體配電網(wǎng)保護區(qū)域的集成網(wǎng)絡保護，借助以太網(wǎng)等通信網(wǎng)絡實現(xiàn)對區(qū)域的集中保護決策，為整個保護區(qū)域提供后備保護。兩者層次分明，分工明確，相互協(xié)調(diào)，共同實現(xiàn)主動配電網(wǎng)可靠而又快速的集成保護。根據(jù)保護配合關系確定集成方式，以保證區(qū)域保護原理具有較強的可操作性?？紤]到信息量影響到保護的判定速度和可靠性，因此從信息量上，能量路由器對于信息的采集具有選擇性，不能采用全部區(qū)域信息，而是根據(jù)保護配合關系確定集成方式，以保證區(qū)域保護原理具有較強的可操作性。

2.3 直流配電保護控制的研究

目前，由于分布式發(fā)電的不斷發(fā)展以及直流負荷的不斷增加，適用于分布式電源和直流負荷就地接入的多端直流配電網(wǎng)將成為配電網(wǎng)發(fā)展的一大趨勢。直流配電網(wǎng)可能是輻射型拓撲結構，這種拓撲結構使得控制策略、保護方案的設計較為簡單，但是供電可靠性低。直流配電網(wǎng)也可以形成環(huán)網(wǎng)型結構，如圖4所示。環(huán)型結構供電可靠性高，但是相應的控制策略和保護方案則較為復雜。在工程應用中，需結合實際的負荷等級、投資成本等因素確定具體拓撲結構。

圖4 環(huán)型多端直流配電網(wǎng)Fig.4 Multi-terminal DC ring distribution network

直流配電網(wǎng)的控制與保護是直流配電網(wǎng)發(fā)展的關鍵技術。

其中，直流配電網(wǎng)控制的關鍵主要在于直流配電網(wǎng)的母線電壓控制以及系統(tǒng)潮流控制［12］。母線電壓控制主要可以分為主從控制和無主從控制。主從控制又稱為帶通信的控制，這種方法簡單方便，但卻對各端換流站之間的通信提出了很高的要求。無主從控制不需要依賴于通信，主要包括直流電壓偏差控制和直流電壓斜率控制。同時，與傳統(tǒng)的交流配電網(wǎng)相比，多端環(huán)狀直流配電網(wǎng)中還存在系統(tǒng)潮流不可控的問題，這也是目前研究的一大熱點。

由于直流配電網(wǎng)直流線路阻尼低，故障電流上升速度快，因此，與傳統(tǒng)交流系統(tǒng)不同，直流配電網(wǎng)要求直流保護方案能夠快速動作，并且要求直流斷路器能夠在幾個ms之內(nèi)迅速切除故障線路。但是，由于直流故障電流不存在自然過零點，因此高壓大容量的直流斷路器技術尚不成熟［13］。因此，目前有大量的學者致力于研究基于換流器動作的直流故障切除方案，如基于鉗位雙子模塊的模塊化多電平換流器等。

除此以外，在多端直流配電網(wǎng)中，直流側任何位置發(fā)生故障整個系統(tǒng)都將出現(xiàn)降壓、過流現(xiàn)象，因此給故障線路的識別帶來了很大的困難［14］。而且，直流配電網(wǎng)線路較短，傳統(tǒng)直流輸電網(wǎng)中的故障識別方案并不能適用于直流配電網(wǎng)。因此，直流配電網(wǎng)故障的準確識別尚需要進行深入的研究。

3 結論

主動配電網(wǎng)的保護控制技術是實現(xiàn)主動配電網(wǎng)的重要技術支撐。本文首先介紹了主動配電網(wǎng)的主體架構，對主動配電網(wǎng)的重要特征進行了總結。并在此基礎上提出了面向主動配電網(wǎng)的保護控制系統(tǒng)設計方案，并對相關保護控制原理與技術的研究包括互動可控的主動配電系統(tǒng)運行控制系統(tǒng)、多饋入電源的主動配電網(wǎng)保護方案、多端直流配電網(wǎng)保護控制的關鍵技術難點進行了原理性闡述與介紹，相關研究成果將對未來智能配電網(wǎng)的安全可靠運行提供更加靈活與可靠的保障能力。

［1］Huang A Q，Crow M L，Heydt G T，et al．The future renewable electric energy delivery and management system:the energy internet［J］．Proceedings of the IEEE，2011，99(1):133-148．

［2］Walling R A，Saint R，Dugan R C，et al．Summary of distributed resources impact on power delivery systems［J］．IEEE Transactions on Pow er Delivery，2008，23(3):1636-1644．

［3］王成山，李鵬．分布式發(fā)電、微網(wǎng)與智能配電網(wǎng)的發(fā)展與挑戰(zhàn)［J］．電力系統(tǒng)自動化，2010，34(2):10-14．Wang Chengshan，Li Peng．Development and challenges of distributed generation，the micro-grid and smart distribution system［J］．Automation of Electric Power Systems，2010，34(2):10-14．

［4］趙波，王財勝，周金輝，等．主動配電網(wǎng)現(xiàn)狀與未來發(fā)展［J］．電力系統(tǒng)自動化，2014，38(15):125-135．Zhao Bo，Wang Caisheng，Zhou Jinhui，et al．Present and future development trend of active distribution network［J］．Automation of Electric Pow er Systems，2014，38(18):125-135．

［5］范明天，張祖平，蘇傲雪，等．主動配電系統(tǒng)可行技術的研究［J］．中國電機工程學報，2013，36(22):12-18．Fan Mingtian，Zhang Zuping，Su Aoxue，et al．Enabling technologies for active distribution systems［J］．Proceedings of the CSEE，2013，36(22):12-18．

［6］Haj-ahmed M A，Illindala M S．The influence of inverter-based DGs and their controllers on distribution network protection［J］．IEEE Transactions on Industry Applications，2014，50(4):2928-2937．

［7］Abdel-Khalik A，Elserougi A，Massoud A，et al．Fault current contribution of medium voltage inverter and doubly-fed induction machine-based flywheel energy storage system［J］．IEEE Transactions on Sustainable Energy，2013，4(1):58-67．

［8］Nimpitiwan N，Heydt G，Ayyanar R，et al．Fault currentcontribution from synchronous machine and inverter based distributed generators［J］．IEEE Transactions on Power Delivery，2007，22 (1):634-641．

［9］Ye Zhihong，Kolw alkar A，Zhang Yu，et al．Evaluation of antiislanding sehemes based on nondetection zone concept［J］．IEEE Transactions on Pow er Electronics，2004，19(5):1171-1176．

［10］Li Bin，Wang Jingpeng，Bao Hailong，etal．Islanding detection for microgrid based on frequency tracking using extended Kalman filter algorithm［J］．Journal of Applied Mathematics，2014．

［11］Zamani M A，Sidhu T S，Yazdani A．A protection strategy and microprocessor-based relay for low-voltage microgrids［J］．IEEE Transactions on Power Delivery，2011，26(3):1873-1883．

［12］宋強，趙彪，劉文華，等．智能直流配電網(wǎng)研究綜述［J］．中國電機工程學報，2013，33(25):9-19．Song Qiang，Zhao Biao，Liu Wenhua，et al．An Overiew of research on smart DC distribution power netw ork［J］．Proceedings of the CSEE，2013，33(25):9-19．

［13］劉路輝，莊勁武，江壯賢，等．混合型直流真空斷路器觸頭技術［J］．中國電機工程學報，2014，34(21):3504-3511． Liu Luhui，Zhuang Jinwu，Jiang Zhuangxian，et al．Present situation and prospect of qontacts of hybrid DC racunm circuit breakers［J］．Proceedings of the CSEE，2014，34(21): 3504-3511．

［14］Yang Jin，F(xiàn)letcher J E，O’Reilly J，etal．Short-circuitand ground fault analyses and location in VSC-Based dc network cables［J］．IEEE Transactions on Industrial Electronics，2012，59(10): 3827-3837．

(編輯:張媛媛)

Design and Research on Protection and Control of Active Distribution Network

LI Bin，ZHANG Huiying，HE Jiawei
(Key Laboratory of Smart Grid of Ministry of Education(Tianjin University)，Tianjin 300072，China)

Active distribution network(ADN)is the advanced technology stage of the smart distribution grid development，which takes the ability of combining and controlling a variety of distributed energy(distributed generation，energy storage，controllable load and demand response)．A brief introduction was given on the constitution of the active distribution network，and its own characteristics and the requirements to the protection and control system were discussed．The active distribution network protection and control system design was proposed．The key technologies of the system such as control technologies，the protection technologies based on the combination of point of common coupling protection and distributed network protection and the DC distributed network protection were specifically introduced．

active distribution network(ADN);micro-grid;protection;control

TM 77

A

1000-7229(2015)01-0091-06

10.3969/j．issn.1000-7229.2015.01.014

2014-10-25

2014-11-25

李斌(1976)，男，教授，主要研究方向為電力系統(tǒng)保護與控制;

張慧穎(1989)，女，碩士研究生，通信作者，主要研究方向為電力系統(tǒng)保護與控制;

何佳偉(1991)，男，碩士研究生，主要研究方向為直流配電保護控制。

國家優(yōu)秀青年科學基金項目(51422703)。