收稿日期：2022-01-04

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金（51476078；52076109）

通信作者：喻 錕（1989—），男，博士、講師，主要從事電力系統(tǒng)保護(hù)與控制方面的研究。kunyu0707@163.com

DOI：10.19912/j.0254-0096.tynxb.2022-0028 文章編號(hào)：0254-0096（2023）05-0113-08

摘 要：為解決分布式電源（DG）接入中壓配電網(wǎng)，導(dǎo)致消弧線圈難以抑制接地故障殘流，從而無法實(shí)現(xiàn)可靠消弧的問題，分析DG接入對(duì)接地故障電流的影響，提出基于注入電流調(diào)控的含DG配電網(wǎng)消弧方法。通過有源消弧裝置向中性點(diǎn)注入測(cè)定電流得到正序網(wǎng)絡(luò)等效電壓源的大小，計(jì)算并注入消弧電流，實(shí)現(xiàn)接地故障可靠消弧。進(jìn)一步提出基于零序?qū)Ъ{測(cè)量的接地故障選線方法，通過對(duì)有源消弧裝置和饋線零序?qū)Ъ{的測(cè)量，實(shí)現(xiàn)接地故障準(zhǔn)確選線。PSCAD/EMTDC仿真結(jié)果表明，該方法可有效抑制含DG配電網(wǎng)接地故障殘流，從而熄滅接地故障電弧，并實(shí)現(xiàn)永久性接地故障饋線的準(zhǔn)確判別。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；分布式電源；故障電流；消弧；注入電流調(diào)控

中圖分類號(hào)：TM77" " " " " " " " " " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引 言

隨著分布式電源（distributed generation，DG）裝機(jī)容量、滲透率的不斷提升，對(duì)含DG配電網(wǎng)的研究逐漸成為熱點(diǎn)［1-3］。配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，單相接地故障頻發(fā)，對(duì)接地故障的處理直接關(guān)系到供電可靠性和人身設(shè)備安全［4］。大規(guī)模DG接入改變了配電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，將原來的單端電源網(wǎng)絡(luò)變?yōu)槎喽穗娫淳W(wǎng)絡(luò)，可能會(huì)改變單相接地故障電流特征，因此有必要對(duì)含DG新型配電網(wǎng)的接地故障處理方法進(jìn)行研究。

以往的單相接地故障處理有兩種思路。一是采用中性點(diǎn)直接接地或經(jīng)小電阻接地的有效接地方式，在接地故障發(fā)生瞬間跳閘故障饋線，但這種處理方式無法區(qū)分瞬時(shí)性接地故障與永久性接地故障，降低了供電可靠性與DG利用效率，如果DG滲透率較高，甚至?xí)?dǎo)致功率的大幅波動(dòng)，引起大規(guī)模停電，無法適應(yīng)配電網(wǎng)的發(fā)展；二是采用中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的非有效接地方式，通過降低接地故障電流熄滅電弧，但隨著電纜線路占比增加，接地故障電流中的有功電流分量越來越大，該方式無法有效抑制接地故障殘流，且由于故障電流小，選線困難。文獻(xiàn)［5］對(duì)比了主網(wǎng)和DG采用不同接地方式時(shí)的過電壓水平、接地故障電流大小以及供電可靠性等特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)以往的接地故障處理方式都存在固有缺點(diǎn)。文獻(xiàn)［6］提出風(fēng)電場(chǎng)中性點(diǎn)電阻并聯(lián)消弧線圈的復(fù)合接地方式，在故障初期采用消弧線圈并聯(lián)大電阻接地，抑制故障電流，經(jīng)過時(shí)延后切換為消弧線圈并聯(lián)小電阻接地，通過零序電流保護(hù)切除故障饋線，該方式難以完全抑制接地故障殘流，且在等效為小電阻接地時(shí)會(huì)讓故障電流突然升高，危害人身和設(shè)備安全。隨著電力電子、通信技術(shù)的發(fā)展，有源消弧裝置應(yīng)運(yùn)而生［7-8］。文獻(xiàn)［9-11］提出基于二次工頻電流注入的消弧方法，通過注入消弧電流理想值消除對(duì)地參數(shù)不對(duì)稱、線路阻抗等因素對(duì)消弧的影響。文獻(xiàn)［12］通過電壓源二次調(diào)整零序電壓，得到實(shí)現(xiàn)完全消弧的零序電壓參考值，有效消除了線路阻抗與負(fù)荷對(duì)電壓消弧的影響。但以上消弧方法均未進(jìn)一步探討DG接入對(duì)消弧的影響。

本文在上述研究的基礎(chǔ)上，基于不同類型DG的序網(wǎng)等值電路，分析DG類型與接入位置對(duì)接地故障電流的影響，提出基于注入電流調(diào)控的含DG配電網(wǎng)消弧與選線方法。在發(fā)生單相接地故障后依次向中性點(diǎn)注入測(cè)定電流與消弧電流，實(shí)現(xiàn)接地故障可靠消弧，并通過對(duì)有源消弧裝置和饋線零序?qū)Ъ{的測(cè)量實(shí)現(xiàn)永久性接地故障饋線判別。最后，通過PSCAD/EMTDC仿真軟件驗(yàn)證了所提消弧與選線方法的正確性。

1 含DG配電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與DG序網(wǎng)等值電路

1.1 含DG配電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

改進(jìn)的IEEE 9-Bus配電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示［13］，配電網(wǎng)共有兩條饋線，兩條饋線連接于Bus-1并通過主變壓器T1連接外部電網(wǎng)，故障發(fā)生于饋線2，接地故障電阻為[Rf]；DG1、DG2、DG3、DG4分別連接于Bus-4、Bus-5、Bus-6和Bus-9，Load1～Load8為負(fù)載；在母線Bus-1通過接地變壓器T2引出中性點(diǎn)[N]，經(jīng)有源消弧裝置并聯(lián)導(dǎo)納[YN]接地，裝置可向中性點(diǎn)[N]注入幅值、相位可調(diào)的零序電流。

1.2 DG序網(wǎng)等值電路

根據(jù)并網(wǎng)接口類型，DG可劃分為逆變型DG（inverter interfaced distributed generator，IIDG）與電機(jī)型DG。逆變型DG主要包括光伏發(fā)電、燃料電池等通過逆變器接入配電網(wǎng)的電源；電機(jī)型DG包括小水電、熱電聯(lián)產(chǎn)等同步發(fā)電機(jī)和以雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)（doubly fed induction generator，DFIG）為代表的異步發(fā)電機(jī)。DG的序網(wǎng)等值電路取決于并網(wǎng)點(diǎn)正序電壓大小，根據(jù)不同的正序電壓采用不同的控制策略。有源消弧裝置通常與非有效接地方式相配合，因此在接地故障發(fā)生時(shí)并網(wǎng)點(diǎn)正序電壓大于90%［14］。根據(jù)德國(guó)分布式電源并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)并網(wǎng)點(diǎn)正序電壓大于90%時(shí)，IIDG無需輸出無功功率，且為了保持對(duì)有功功率的利用效率，可采取如下控制策略對(duì)電流內(nèi)環(huán)進(jìn)行控制［2］：

[i?q=0i?d=i?d0] （1）

式中：[i?d、][i?q]——故障后[d、q]軸參考電流；[i?d0]——故障前[d]軸參考電流。

合理地利用鎖相環(huán)原理可鎖定正序電壓相位與幅值，經(jīng)過逆變器電流內(nèi)環(huán)控制后，逆變器只輸出正序電流［15］，結(jié)合式（1）可知IIDG的正序等值電路如圖2所示。圖2中，[UPCC1]、[IPCC1]分別為并網(wǎng)點(diǎn)正序電壓、電流；[IIIDG1=i?d0ejφ0]為IIDG輸出的正序電流，其中[φ0]為初相位。

同步發(fā)電機(jī)采用中性點(diǎn)不接地方式，且通過[Y△]變壓器并網(wǎng)，因此在發(fā)生單相接地故障后，同步發(fā)電機(jī)定子工頻電流可分解為正序工頻電流分量與負(fù)序工頻電流分量。同步發(fā)電機(jī)正序等值電路為電壓源串聯(lián)阻抗，負(fù)序等值電路為阻抗，將其轉(zhuǎn)換成諾頓等效電路，同步發(fā)電機(jī)的序網(wǎng)等值電路如圖3所示。圖3中[Eq0]為勵(lì)磁電動(dòng)勢(shì)，[xd]為[d]軸同步電抗，[xd″、][xq″]分別為[d、][q]軸次暫態(tài)電抗，[UPCC2]、[IPCC2]分別為并網(wǎng)點(diǎn)負(fù)序電壓、電流。

DFIG具有變流器尺寸小、調(diào)速范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，有望在配電網(wǎng)廣泛應(yīng)用，忽略磁飽和與鐵心損耗，DFIG在同步旋轉(zhuǎn)[dq]坐標(biāo)系下定子電壓方程［16］為：

[usdq=Rsisdq+Dψsdq+jωsψsdqψsdq=Lsisdq+Lmirdq] （2）

式中：[usdq]、[isdq]、[irdq]——同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的定子電壓、定子電流和轉(zhuǎn)子電流；[ψsdq]——定子磁鏈；[Ls]、[Lm]——定子電感與勵(lì)磁互感；[Rs]——定子電阻；[ωs]——工頻角速度；[D=ddt]。

DFIG機(jī)端正序電壓跌落很小時(shí)，轉(zhuǎn)子側(cè)變流器參考電流保持故障前的參考電流不變，將轉(zhuǎn)子側(cè)電流分解為正、負(fù)序分量，由于轉(zhuǎn)子正序電流可完全追蹤轉(zhuǎn)子參考電流［3］，聯(lián)立式（2）與式（3）空間矢量與相量的關(guān)系可知持續(xù)勵(lì)磁控制時(shí)DFIG定子正、負(fù)序電壓電流關(guān)系如式（4）所示。

[f1dq=F1e-jφ0f2dq=F2e-jφ0+2ωst] （3）

式中：[f]、[F]——對(duì)應(yīng)的變量，可為電壓、電流或磁鏈，其下標(biāo)1、2分別代表正序、負(fù)序分量。

[Us1=RsIs1+jωsLsIs1+jωsLmI?rejφ0Us2=RsIs2+jωsLsIs2+jωsLmIr2] （4）

式中：[I*r=ird+jirq]。

忽略轉(zhuǎn)子電流負(fù)序分量，持續(xù)勵(lì)磁控制時(shí)DFIG序網(wǎng)等值電路與同步發(fā)電機(jī)類似，如圖4所示，其中[IDFIG1=jωsLmI?rejφ0Rs+jωsLs≈I?rejφ0]。

通過上述分析可知，采用非有效接地方式時(shí)DG并網(wǎng)點(diǎn)正序電壓跌落小，DG可維持故障前的運(yùn)行狀態(tài)，逆變型DG的正序等值電路為電流源，電機(jī)型DG的正序等值電路為電流源并聯(lián)阻抗，負(fù)序等值電路為阻抗。

2 含DG配電網(wǎng)消弧與選線原理

2.1 DG接入對(duì)接地故障電流的影響

設(shè)圖1饋線2的A相發(fā)生接地故障，當(dāng)有源消弧裝置未投入時(shí)，考慮DG對(duì)接地故障電流的影響，配電網(wǎng)正序增廣網(wǎng)絡(luò)如圖5所示。圖5中[Ea]為外部電網(wǎng)A相電源電壓，[Zs1]為外部電網(wǎng)到Bus-1的正序阻抗；[ZL1a1、][ZL1b1]分別為DG1到Bus-1、DG1與DG2之間的線路正序阻抗，[ZL2a1、][ZL2b1][ZL2c1]分別為DG3到Bus-1、DG3到故障點(diǎn)、DG4到故障點(diǎn)的線路正序阻抗；[I11]、[I21]、[I31]和[I41]分別為DG1、DG2、DG3和DG4正序等值電路的電流源；[Z11、][Z21、][Z31、][Z41]分別為DG1、DG2、DG3和DG4正序等值電路的正序阻抗，當(dāng)開關(guān)與1連接時(shí)表示逆變型DG，與2連接時(shí)表示電機(jī)型DG；[ZΔ=Z∑2+3Z∑0+3Rf]為正序網(wǎng)絡(luò)附加阻抗，[Z∑2]為負(fù)序網(wǎng)絡(luò)等效阻抗，[Z∑0]為零序網(wǎng)絡(luò)等效阻抗。

根據(jù)DG類型與接入位置，應(yīng)用疊加定理分析DG對(duì)接地故障電流的影響。

1）對(duì)于連接于非故障饋線的DG1、DG2：由于[Zs1]很小，因此非故障饋線所連接的DG輸出的正序電流對(duì)接地故障電流影響很小，可忽略不計(jì)。

2）對(duì)于故障饋線故障點(diǎn)上游接入DG3：DG3對(duì)接地故障電流的影響取決于Bus-6到Bus-1的距離，距離越長(zhǎng)則阻抗[ZL2a1]越大，DG輸出至接地點(diǎn)的故障電流分量越大，故障點(diǎn)正序電勢(shì)高于[Ea]。

3）對(duì)于故障饋線故障點(diǎn)下游接入DG4：DG4對(duì)接地故障電流的影響取決于故障點(diǎn)到Bus-1的距離，距離越長(zhǎng)則故障點(diǎn)上游阻抗越大，DG輸出至接地點(diǎn)的故障電流分量越大，故障點(diǎn)正序電壓高于[Ea]。

4） 對(duì)于不同的DG類型：如果DG為電機(jī)型DG，由于DG正序等值電路的阻抗具有負(fù)荷特性，降低了故障點(diǎn)正序電壓，但考慮到阻抗電流遠(yuǎn)低于電流源電流，因此電機(jī)型DG依舊使得故障點(diǎn)正序電壓增高，接地故障電流變大。

5）對(duì)于負(fù)序網(wǎng)絡(luò)，由于逆變型DG無負(fù)序支路，而電機(jī)型DG雖然存在負(fù)序阻抗，但外部電網(wǎng)到Bus-1的負(fù)序阻抗遠(yuǎn)小于DG負(fù)序阻抗，因此可忽略DG負(fù)序阻抗對(duì)接地故障電流的影響；對(duì)于零序網(wǎng)絡(luò)，由于各類型DG均不存在零序支路，因此DG對(duì)零序網(wǎng)絡(luò)無影響。

綜上所述，DG類型、并網(wǎng)點(diǎn)與故障位置都會(huì)影響接地故障電流，以往的消弧方法以控制中性點(diǎn)電壓等于故障相電源電壓的負(fù)值為目標(biāo)，忽略了DG接入對(duì)接地故障電流的影響，故障點(diǎn)存在殘壓，無法實(shí)現(xiàn)可靠消弧，因此亟需一種考慮DG接入影響的消弧方法。

2.2 基于注入電流調(diào)控的含DG配電網(wǎng)消弧與選線原理

結(jié)合上述分析，根據(jù)戴維南定理，圖5所示的配電網(wǎng)正序網(wǎng)絡(luò)總是可以等效為電壓源串聯(lián)阻抗的形式，而負(fù)序網(wǎng)絡(luò)可用阻抗等效。由于接地故障情況下線路阻抗對(duì)零序電流的分布影響較小，結(jié)合圖5可知配電網(wǎng)復(fù)合序網(wǎng)如圖6所示。圖6中[Eeq1]為正序網(wǎng)絡(luò)等效電壓源；[Ij]為消弧裝置輸出電流，[Z∑1]為正序網(wǎng)絡(luò)等效阻抗，[Y01]和[Y02]分別為饋線1、饋線2的三相對(duì)地零序?qū)Ъ{。

當(dāng)接地故障發(fā)生且消弧裝置未投入時(shí)，中性點(diǎn)電壓為：

[UN=3Z∑0×Eeq13Rf+Z∑1+Z∑2+3Z∑0] （5）

式中：[Z∑0=1Y01+Y02+YN]。

有源消弧裝置注入測(cè)定電流[Ij1]后，由基爾霍夫電流定理有：

[Ij13-UN′3Z∑0=UN′-Eeq13Rf+Z∑1+Z∑2] （6）

聯(lián)立式（5）、式（6）可知：

[Eeq1=UNIj1Ij1+UN-UN′Z∑0] （7）

因此，在故障后只需注入一次工頻電流即可測(cè)得正序網(wǎng)絡(luò)等效電壓源的大小。對(duì)圖6的零序部分進(jìn)行戴維南等效可得簡(jiǎn)化后的復(fù)合序網(wǎng)圖如圖7所示。圖7中，[Eeq0]為零序網(wǎng)絡(luò)等效電壓源，且：

[Eeq0=Ij?Z∑0] （8）

此時(shí)只要讓零序網(wǎng)絡(luò)等效電壓源[Eeq0]與正序網(wǎng)絡(luò)等效電壓源[Eeq1]相等，即消弧電流：

[Ij2=Eeq1Z∑0] （9）

則故障點(diǎn)正負(fù)零序電流為零，實(shí)現(xiàn)了接地故障可靠消弧，消弧電流[Ij2]的大小與接地故障電阻、等效正負(fù)序阻抗大小無關(guān)。

由于正序網(wǎng)絡(luò)等效電壓源電壓與故障相電源電壓的負(fù)值接近，可取測(cè)定電流為：

[Ij1=15%×-EaZ∑0] （10）

此時(shí)，故障相不會(huì)因測(cè)定電流[Ij1]的注入而出現(xiàn)過電壓且暫態(tài)時(shí)間短。注入測(cè)定電流[Ij1]后，故障相電壓減小可能使故障消失，從而導(dǎo)致配電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生改變，因此需監(jiān)測(cè)故障是否已消失。根據(jù)圖1可知配電網(wǎng)等效零序電流回路如圖8所示，圖中[3I01]為非故障饋線零序電流，[3I02]為故障饋線零序?qū)Ъ{電流。

如果注入測(cè)定電流[Ij1]后故障消失，則接地故障電流為：

[If=Ij-3IN+3I01+3I02=0] （11）

此時(shí)有源消弧裝置等效零序?qū)Ъ{為：

[Yj=YN+Y01+Y02] （12）

因此，當(dāng)有源消弧裝置等效零序?qū)Ъ{滿足式（12）時(shí)，判斷接地故障消失，裝置退出運(yùn)行，否則根據(jù)式（9）注入消弧電流[Ij2]。

注入消弧電流[Ij2]并延時(shí)一段時(shí)間后，退出裝置。如果故障為瞬時(shí)性接地故障，則中性點(diǎn)電壓為零，配電網(wǎng)恢復(fù)正常運(yùn)行；如果中性點(diǎn)電壓大于零，證明為永久性接地故障，此時(shí)根據(jù)饋線零序?qū)Ъ{變化量進(jìn)行選線。對(duì)于非故障饋線，其零序?qū)Ъ{[YL1]始終為饋線自身的零序?qū)Ъ{，而故障饋線零序?qū)Ъ{為：

[YL2=Yj-YN+Y01] （13）

因此裝置退出運(yùn)行后，非故障饋線與故障饋線零序?qū)Ъ{的變化量為：

[ΔYL1=0ΔYL2=ΔYj] （14）

根據(jù)式（14）即可完成永久性接地故障選線，選線判據(jù)清晰可靠。

2.3 消弧與選線流程

消弧與選線流程如圖9所示，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)中性點(diǎn)電壓和三相電壓，當(dāng)中性點(diǎn)電壓[UN]大于15%相電壓時(shí)，判斷發(fā)生接地故障并根據(jù)三相電壓判斷故障相，注入測(cè)定電流[Ij1]并記錄此時(shí)的中性點(diǎn)電壓[UN′]，根據(jù)式（12）判斷故障是否已消失，如果是則消弧裝置退出運(yùn)行，否則根據(jù)式（9）注入消弧電流[Ij2]。延時(shí)一段時(shí)間后，退出消弧裝置，根據(jù)中性點(diǎn)電壓判斷故障類型。如果中性點(diǎn)電壓為零，則為瞬時(shí)性接地故障，配電網(wǎng)恢復(fù)正常運(yùn)行；否則為永久性接地故障，根據(jù)式（14）進(jìn)行選線，告警并持續(xù)抑制接地故障電流，等待運(yùn)維人員處理故障。

3 仿 真

利用PSCAD/EMTDC軟件建立如圖1所示的含DG配電網(wǎng)模型，共有兩條饋線，電纜線的阻尼率取3%，饋線零序參數(shù)如表1所示。

3.1 接地故障消弧

設(shè)置饋線2于0.05 s發(fā)生A相接地故障，故障點(diǎn)與Bus-1的距離為7.5 km，DG4的容量為2 MW，負(fù)荷容量均為2 MW，根據(jù)圖10傳統(tǒng)電壓消弧方法下的故障點(diǎn)電壓電流波形可知，該方法無法有效抑制故障殘流，殘流幅值達(dá)1.54 A，難以實(shí)現(xiàn)可靠消弧。保持消弧方法與接地故障電阻大小不變，圖11為不同DG容量下故障距離L與故障點(diǎn)殘壓的關(guān)系。圖12為不同DG容量下配電網(wǎng)正序網(wǎng)絡(luò)等效電壓源[Eeq1]與故障相電源電壓的負(fù)值[-Ea]差值的變化趨勢(shì)。

從圖11、圖12可知，隨著故障點(diǎn)遠(yuǎn)離Bus-1，故障點(diǎn)殘壓不斷增大，當(dāng)故障發(fā)生于線路末端且DG4容量為8 MW時(shí)，由于[Eeq1]有效值遠(yuǎn)大于[-Ea]有效值，因此故障點(diǎn)殘壓達(dá)482 V；

當(dāng)故障饋線接入的DG容量接近該饋線負(fù)載時(shí)，[Eeq1]有效值與[-Ea]有效值接近，故障點(diǎn)殘壓較小。仿真參數(shù)與圖10保持一致，應(yīng)用基于注入電流調(diào)控的消弧方法，通過有源消弧裝置先后注入測(cè)定電流和消弧電流。根據(jù)圖13故障點(diǎn)電壓電流波形與圖14中性點(diǎn)、故障點(diǎn)電壓與相電勢(shì)關(guān)系可知，傳統(tǒng)電壓消弧法以控制中性點(diǎn)電壓[UN=-Ea]為目標(biāo)，未考慮DG對(duì)接地故障電流的影響，因此無法有效抑制接地故障殘流，而本文所提方法通過注入測(cè)定電流，得到包含DG正序等值電路的[Eeq1]大小，并通過注入消弧電流控制[Eeq0=Eeq1]，有效抑制了故障點(diǎn)殘壓、殘流，從而實(shí)現(xiàn)可靠消弧。

由圖15可知，投入有源消弧裝置后，在短時(shí)間內(nèi)有效抑制了低阻、高阻接地故障殘流，實(shí)現(xiàn)可靠消弧。當(dāng)有源消弧裝置并聯(lián)消弧線圈接地且發(fā)生高阻接地故障時(shí)，由于系統(tǒng)阻尼率小，暫態(tài)時(shí)間較長(zhǎng)，但仍能在0.45 s內(nèi)有效抑制接地故障殘流。

3.2 永久性接地故障選線

對(duì)于永久性接地故障，有源消弧裝置補(bǔ)償一定時(shí)間后，裝置退出運(yùn)行。此時(shí)根據(jù)各饋線零序?qū)Ъ{變化量進(jìn)行選線，選線結(jié)果如表2所示。由表2可知，通過測(cè)量有源消弧裝置與各饋線零序?qū)Ъ{的變化可實(shí)現(xiàn)永久性低阻、高阻接地故障選線，選線結(jié)果準(zhǔn)確。

4 結(jié) 論

針對(duì)含DG配電網(wǎng)單相接地故障處理問題，本文提出相應(yīng)的消弧與選線方法，通過調(diào)控注入電流實(shí)現(xiàn)了接地故障消弧與永久性接地故障選線，并通過理論分析和PSCAD/EMTDC仿真，得到以下主要結(jié)論：

1）分析了DG接入對(duì)接地故障電流的影響，指出傳統(tǒng)消弧方法無法有效抑制含DG配電網(wǎng)接地故障殘流的問題。

2）提出的基于注入電流調(diào)控的含DG配電網(wǎng)消弧方法不受接地故障電阻大小的影響，且能與以往的非有效接地方式相配合，有效抑制接地故障殘流。

3）利用零序電流不流過DG的特點(diǎn)，通過測(cè)量有源消弧裝置與各饋線零序?qū)Ъ{的變化量可實(shí)現(xiàn)永久性接地故障饋線的準(zhǔn)確判別。

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ARC SUPPRESSION AND LINE SELECTION METHOD FOR

DISTRIBUTION NETWORK WITH DISTRIBUTED GENERATION BASED ON INJECTION CURRENT REGULATION

Yang Libin，Yu Kun，Zeng Xiangjun，Li Li，Wang Fuheng

（Hunan Province Key Laboratory of Smart Grids Operation and Control （Changsha University of Science and Technology），

Changsha 410114， China）

Abstract：To solve the problem that the arc suppression coil hardly suppresses the fault residual current and achieves reliable arc suppression when distributed generation （DG） is connected to the medium voltage distribution network， the impact of DG access on the grounding fault current is analyzed， and the arc suppression method based on injection current regulation is proposed. The active arc suppression device injects the metering current into the neutral point to determine the equivalent voltage source of the positive sequence network， calculates and injects the arc suppression current， and realizes reliable arc suppression of grounding fault. Furthermore， a grounding fault line selection method based on zero sequence admittance measurement is proposed. An accurate selection of grounding fault feeders is realized by measuring the zero sequence admittance of active arc suppression devices and the feeders. PSCAD/EMTDC simulation results show that this method can completely suppress the grounding fault current in distribution network with DG， effectively extinguishing the ground fault arc， and accurately identifying permanent ground fault feeders.

Keywords：distribution network； distributed generation； fault current； arc suppression； injection current regulation