亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        含V/f控制IIDG的獨立運行微電網故障特性分析

        2021-01-28 01:30:50周石金曹魯成管恩齊
        關鍵詞:故障

        何 晉,駱 通,李 珂,周石金,楊 凡,曹魯成,管恩齊

        (1.云南民族大學 電氣信息工程學院,云南 昆明 650000;2.云南電力試驗研究院(集團)有限公司系統(tǒng)研究所,云南 昆明 650217;3.國網山東省電力公司 單縣供電公司,山東 菏澤 274300)

        微電網是由分布式電源、儲能裝置、電力電子裝置、能量轉換裝置、監(jiān)控和保護裝置、負荷等匯集而成的新型發(fā)配電系統(tǒng)[1-3].微電網中的分布式電源大部分需要通過變流器接入中壓或低壓配電網[4],此類電源可簡稱為逆變型分布式電源(IIDG)[5].微電網與傳統(tǒng)電網有很大的不同,如運行方式、電源類型與容量、短路電流大小、潮流方向等[6].微電網存在與常規(guī)大電網并網運行和與電網斷開獨立運行的兩種典型運行方式[7],其中獨立運行又稱孤島運行,運行時微電網因與大電網不存在電氣連接,因此僅由其內的分布式電源給負荷供電[8].當獨立運行微電網發(fā)生短路故障時,其故障線路的故障特性與并網運行時有很大區(qū)別[9],并且受分布式電源控制方式的影響,從而使得并網運行時的保護方案可能在獨立運行時不再適用[6].因此,有必要對獨立運行微電網的故障特性展開分析,為微電網的保護研究提供基礎.

        目前對于獨立運行微電網的故障特性分析已有學者進行了研究,文獻[6]對故障時逆變型分布式電源在V/f和PQ控制策略下的輸出電流特性進行了分析.文獻[8]分析了主控儲能電源支路和光伏電源支路的阻抗特性.文獻[9]分析了V/f和PQ控制的逆變型分布式電源故障特性以及微網線路發(fā)生短路時的故障特性,沒有對故障類型、分布式電源容量和故障發(fā)生位置的不同展開研究.文獻[10]分析了逆變型分布式電源的暫態(tài)故障特性.文獻[11] 分析了V/f控制DG的故障特性,主要針對微電網發(fā)生三相金屬性和非金屬性故障.文獻[12]根據實際微電網的拓撲結構,在考慮故障電流受限時分布式電源和饋線的電流故障特性,主要針對三相短路故障.文獻[13]根據一個實際應用的微電網工程, 在RTDS上搭建半實物仿真平臺進行仿真分析并網和離網模式下微電網內部的故障特性.文獻[14]對僅含V/f控制IIDG和同時含V/f和PQ控制IIDG的微電網,針對IIDG的輸出故障特性進行了定量分析.文獻[15]通過在Matlab上搭建微電網模型,分析了當線路發(fā)生非金屬性三相和兩相故障時V/f控制IIDG輸出電流、電壓故障特性.

        本文將從單相故障類型和故障發(fā)生位置兩個方面分析,針對僅含V/f控制IIDG的獨立運行微電網以及同時含V/f和PQ控制IIDG的獨立運行微電網展開分析,希望可以找到獨立運行微電網發(fā)生故障時的一些共性,為微電網的保護研究提供參考.

        1 控制策略

        1.1 V/f控制

        恒壓恒頻控制(V/f控制)[16],調節(jié)性能良好可以對電壓和頻率進行無差調節(jié),廣泛應用于實際工程中[11,17],其目的是維持獨立運行微電網電壓和頻率的穩(wěn)定[18],根據文獻[19]可得其控制結構如圖1所示.

        并網側電壓us的dq軸分量usd、usq與其參考值usdref、usqref比較后,經PI控制器跟蹤處理以及經網側電流isd、isq前饋補償與-ωCusq、ωCusd交叉耦合補償后,得到逆變橋輸出參考電流idref、iqref.逆變橋輸出電流i的dq軸分量id、iq與參考電流idref、qref進行比較,經PI控制器、網側電壓usd、usq前饋補償與-ωLisq、ωLisd交叉耦合補償后,再經模值限幅器最終輸出調制信號md、mq.

        1.2 PQ控制

        恒功率控制(PQ控制)[2],其目的主要是控制逆變型分布式電源輸出恒定的功率[4],采用功率外環(huán)控器和電流內環(huán)控制器的雙閉環(huán)控制模式,根據文獻[19]可得其控制結構如圖2所示.

        通過功率公式計算出Ps、Qs,然后與參考功率Pref、Qref進行比較后得到的差值輸入PI控制器,差值經PI控制器進行跟蹤處理得到參考電流idref和iqref.PQ控制與V/f控制僅在外環(huán)控制的不同,其電流內環(huán)控制部分與V/f控制一樣,具體詳見V/f控制部分.

        圖1 V/f控制結構

        圖2 PQ控制結構

        2 僅含V/f控制微電網

        2.1 微電網結構

        由文獻[11]可得僅含V/f控制微電網結構如圖3所示,根據文獻[4]可將微電網分為逆變型分布式電源上游、下游和相鄰饋線3個區(qū)域,當故障發(fā)生時,故障點總會在其中某一區(qū)域內.多個V/f控制IIDG根據輸出電流的極限和容量可以歸并等效為1個V/f控制的IIDG[14].

        2.2 故障特性分析

        微電網不同區(qū)域發(fā)生三相短路故障時的等效電路圖如圖4所示,微電網常接入低壓配電網中,故討論其中性點不接地的情況,故障時V/f控制IIDG等效為受并網點輸出電流控制的電壓源[6],同時為了提高獨立運行微電網的故障穿越能力,V/f控制IIDG輸出的故障電流為額定電流的3~5倍[18].

        圖3 微電網結構

        圖4 等效電路

        其中Ug、Ik、Z分別為V/f控制IIDG的等效電壓、流向故障點的短路電流、IIDG到故障點的線路阻抗,則Ik為:

        (1)

        因微電網線路很短,故不同點發(fā)生故障時,故障電流Ik大小相差不大;同時由于IIDG的容量有限和變流器的限流原因,V/f控制IIDG無法完全支持系統(tǒng)電壓,使得IIDG并網點電壓會出現大幅跌落[14].

        2.3 實例仿真

        在PSCAD/EMTDC搭建如圖3所示的10kV微電網,V/f控制IIDG額定容量為1.35 MW;實際工程中風能、光伏等電源接入的配電網線路較短,對地電容可不考慮,輸電線路用等效的PI電路[20],線路長度L1= 3 km、L2=L3=1 km,線路單位阻抗Z=(0.58+j0.84)Ω/km;負荷大小:SLd1=0.8 MV·A,cos φ1=0.95;SLd2=0.6 MV·A,cos φ2=0.9,將線路的中點設置為故障點,系統(tǒng)穩(wěn)定運行后的 0.3 s 時發(fā)生故障,故障時間為 0.2 s.在工程實際中常發(fā)生的短路故障類型為單相接地,限于文章的篇幅本文僅給出A相接地短路的金屬性和非金屬性故障(過渡電阻為 10 Ω)的仿真與分析.

        f1點發(fā)生金屬性和非金屬性故障時,流過保護QF1的A相短路電流波形和IIDG并網A相電壓波形如圖5所示.

        圖5 f1點故障

        f2點和f3點發(fā)生故障時,流過保護的A相短路電流和IIDG并網A相電壓如表1所示.

        表1 短路電流和并網電壓

        其中I1、I2、I3分別為f1點故障時流過保護QF1的A相短路電流幅值、f2點故障時流過保護QF4的A相短路電流幅值、f3點故障時流過保護QF5的A相短路電流幅值;U1、U2、U3分別為f1點故障時IIDG并網A相電壓幅值、f2點故障時IIDG并網A相電壓幅值、f3點故障時IIDG并網A相電壓幅值,電流單位為kA、電壓單位為kV,下文相同不再贅述.

        由圖5和表1可知,金屬性故障電流比非金屬性故障電流大,金屬性故障電流會增加到約為3倍的額定電流,不同點故障時電流大小相差不大,與2.2節(jié)理論分析相同;故障時IIDG并網電壓都會大幅跌落,金屬性比非金屬性跌落幅度大,IIDG離故障點越近并網點電壓跌落幅度越大.

        3 含V/f和PQ控制微電網

        3.1 微電網結構

        同時含V/f和PQ控制IIDG的獨立運行微電網采用主從控制[8],獨立運行微電網正常運行時,一般由儲能裝置或微型燃氣輪機作為主微電源,同時由于光伏發(fā)電、風力發(fā)電出力的隨機性,因此其常采用PQ控制來實現功率輸出的恒定[6],其中V/f控制IIDG為主微電源,PQ控制IIDG為從微電源[21],根據文獻[6]建立同時含V/f和PQ控制IIDG的獨立運行微電網簡化模型如圖6所示.

        圖6 微電網

        3.2 故障特性分析

        微電網不同區(qū)域發(fā)生三相短路故障時的等效電路圖如圖7所示,微電網常接入低壓配電網中,故障時PQ控制IIDG等效為受并網點電壓控制的電流源[22],PQ控制IIDG最大輸出電流為1.5~2倍的額定電流[6].

        圖7 等效電路

        其中,Ug為V/f控制IIDG的等效電壓,Ig為PQ控制IIDG輸出等效電流,I1為故障時流過保護QF2的短路電流,I2為故障時流過保護QF6的短路電流,Z1為母線N到故障點的線路阻抗,Z2為母線P到故障點的線路阻抗.

        由圖7易知,I1、I2分別為:

        (2)

        (3)

        因微電網線路很短,故不同點發(fā)生故障時,故障電流I1、I2大小相差不大.同時因PQ控制IIDG主要是為了輸出功率恒定,故發(fā)生故障時PQ控制IIDG并網電壓可能會跌落至零.

        3.3 實例仿真

        在PSCAD/EMTDC搭建如圖6所示的10kV微電網,PQ控制IIDG有功參考功率為Pref=0.25MW,無功參考功率Qref設為0;L1=3 km、L2=1 km,其他參數同2.3節(jié),將線路的中點設置為故障點,系統(tǒng)穩(wěn)定運行后的 0.3 s 時發(fā)生故障,故障時間為 0.2 s,故障類型為A相金屬性和非金屬性接地短路.

        f1點發(fā)生A相金屬性短路故障時,流過保護QF2的A相短路電流I1、流過保護QF6的A相短路電流I2和IIDG并網A相電壓如下圖8所示.

        圖8 f1點金屬性故障

        f1點發(fā)生A相非金屬性故障、f2點發(fā)生A相金屬性和非金屬性故障時,流過保護的A相短路電流和IIDG并網A相電壓分別如表2、3所示.

        表2 流過保護的電流

        表3 IIDG并網電壓

        I1、I2、I1-2、I2-2分別為f1點故障流過保護QF2的A相電流、f1點故障流過保護QF6的A相電流、f2點故障流過保護QF2的A相電流、f2點故障流過保護QF6的A相電流;U1、U2、U1-2、U2-2分別為f1點故障PQ控制IIDG并網A相電壓、f1點故障V/f控制IIDG并網A相電壓、f2點故障PQ控制IIDG并網A相電壓、f2點故障V/f控制IIDG并網A相電壓.

        由圖8和表2、3可知,當發(fā)生故障時,PQ控制IIDG故障電流會增大到約為額定電流的2倍,故障電壓會跌落到接近于零,跌落幅度比V/f控制IIDG大;金屬性故障和非金屬性故障特性基本相同,金屬性故障電流會大于非金屬性故障電流,金屬性故障電壓跌落幅度大于非金屬性故障電壓跌落幅度.

        由表1、2、3可知,f1點和f2點故障時,僅含V/f控制IIDG與同時含V/f和PQ控制IIDG的微電網,其V/f控制IIDG的故障特性基本相同;由圖5(a)和圖8(a)可知,故障時IIDG輸出電流呈現恒流特性.

        4 結語

        本文在PSCAD/EMTDC仿真軟件上,搭建僅含V/f控制IIDG的獨立運行微電網與同時含V/f和PQ控制IIDG的獨立運行微電網仿真模型,針對單相故障類型和故障發(fā)生位置對IIDG輸出電流和并網電壓故障特性進行了分析,可得結論如下:

        1) IIDG輸出電流呈現恒流特性,V/f控制IIDG 的非金屬性故障電流比金屬性故障電流要小,而PQ控制IIDG的非金屬性故障電流與金屬性故障電流基本相同;由于沒有與大電網連接且IIDG提供的容量有限,故障時IIDG并網電壓會大幅跌落.

        2) 相同點發(fā)生故障時,僅含V/f控制IIDG與同時含V/f和PQ控制IIDG的微電網,其V/f控制IIDG的故障特性基本相同.

        獨立運行微電網的網絡拓撲雖有差異,但微電源主要以風能、太陽能等新能源為主,絕大部分需要經過并網逆變器接入電網.通過本文的分析,希望能為微電網的保護研究提供一些參考.后續(xù)會對分布式電源容量、分布電源接入位置、其他故障類型、故障線路兩端的特性以及功率特性展開研究.

        猜你喜歡
        故障
        故障一點通
        奔馳R320車ABS、ESP故障燈異常點亮
        WKT型可控停車器及其故障處理
        基于OpenMP的電力系統(tǒng)并行故障計算實現
        電測與儀表(2016年5期)2016-04-22 01:13:50
        故障一點通
        故障一點通
        故障一點通
        故障一點通
        故障一點通
        江淮車故障3例
        在线观看 国产一区二区三区| 青草网在线观看| 黄色网页在线观看一区二区三区| 亚洲激情一区二区三区不卡| 国产午夜精品av一区二区麻豆| 18禁无遮挡无码网站免费| 国产午夜视频免费观看| 五月综合丁香婷婷久久| 日韩人妻中文无码一区二区| 亚洲欧美一区二区三区| 丰满人妻无套中出中文字幕| 国产在线观看一区二区三区av| 四虎国产成人永久精品免费| 国产女女精品视频久热视频| 日韩久久av电影| 中文字幕亚洲五月综合婷久狠狠| 国产后入清纯学生妹| 国产精品午睡沙发系列| 在线无码免费看黄网站| 一区二区三区日本伦理| 中文字幕丰满伦子无码| 国产真人无遮挡免费视频| 国产午夜在线观看视频| 丝袜人妻一区二区三区| 亚州少妇无套内射激情视频| 欧美—iGAO视频网| 白白色发布会在线观看免费| 欧美成人精品午夜免费影视| 免费一区啪啪视频| 精品久久人妻一区二区| 久久无码字幕中文久久无码| 亚洲综合色丁香婷婷六月图片| 亚洲一区二区三在线播放| 亚洲最好看的中文字幕| 全免费a级毛片免费看网站| 日韩精品永久免费播放平台| 漂亮人妻出轨中文字幕| 日韩人妻无码精品久久免费一 | 一边摸一边抽搐一进一出口述| av天堂久久天堂av色综合| 国产精品女同久久久久久|