直流配電系統故障分析與保護原理研究

《直流配電系統故障分析與保護原理研究》是依託天津大學，由薛士敏擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：直流配電系統故障分析與保護原理研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：薛士敏
• 依託單位：天津大學

項目摘要

直流配電系統具有高電能質量、高傳輸容量和低停電成本的特點，能適應分散式電源多點接入，可促進直流家電和直流生態住宅的發展，是配電領域新的發展方向，符合21世紀智慧型配電系統發展趨勢。繼電保護技術是直流配電系統發展的關鍵技術之一。本項目面向新型直流配電系統，針對控制系統複雜、故障數量多和分散式電源接入導致網路拓撲結構多變的特性，重點研究直流配電系統故障分析和繼電保護中的關鍵科學與技術問題。本項目在研究直流配電系統電源和負荷電磁暫態模型基礎上，研究直流配電系統故障機理，提出適用於直流配電系統的故障分析方法；研究不接地直流配電系統接地故障檢測、定位新原理；研究直流配電系統新的保護原理和保護、控制集成策略，提出適應分散式電源接入的基於點、線、面相結合的直流配電系統保護方案。本項目的研究成果為直流配電系統的發展提供理論基礎和技術支撐。

結題摘要

分散式電源的大規模推廣促進直流技術的發展，直流配電系統適合分散式電源的多點接入，是21 世紀智慧型配電系統發展趨勢，而繼電保護技術是直流配網發展的關鍵技術之一。 本項目通過建立直流網路中電源和負荷電磁暫態模型，開展了直流配電系統故障特徵和機理的研究；研究了不接地直流配電系統接地故障檢測、定位原理；進而提出適用於直流系統的兩段式電流保護，針對電流保護在複雜的網路拓撲結構和運行方式下難以滿足選擇性、靈敏性的要求，項目又提出了適用於直流配網的基於R-L模型的距離保護與電流差動保護相配合的綜合保護方案。 鑒於配網中電子器件諸如IGBT、二極體耐受過電流能力弱的特點，本項目對電阻型超導限流器接入配電系統的故障特徵開展了嚴密分析，在此基礎上提出了基於電流峰值與到達峰值所用時間比值的暫態過電流保護，以及暫態電流啟動的限時低電壓保護，並在考慮大過渡電阻的情景下，進一步提出基於通信的電流突變數保護。本項目對直流配網的保護進行了全方位的研究並提出多種保護新原理和保護方案，為直流配網的發展和套用提供了理論支撐。