一種基于短路電抗器的直流配網(wǎng)故障保護(hù)方法研究

為了滿足對(duì)低碳環(huán)保和氣候治理的需求，全球用能結(jié)構(gòu)日趨改善。其中，清潔能源占比和電能替代率都越來(lái)越高，用能結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜化。配網(wǎng)端的分布式能源滲透率和電動(dòng)汽車普及率逐年提高，特別是直流電源和負(fù)荷越來(lái)越多，對(duì)配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行提出了新的要求。目前的直流配電系統(tǒng)按照拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的不同主要可以分為輻射狀直流配電系統(tǒng)、雙電源直流配電系統(tǒng)、多端直流配電系統(tǒng)[1][2][3][4][5]。

輻射狀直流配電系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所有設(shè)備連接于直流母線上，接入方便，但是可靠性差。雙電源配電系統(tǒng)采用一端直流供電，一端交流供電的形式，保證負(fù)荷能夠滿足雙電源的要求。負(fù)荷接在兩個(gè)電源之間，可靠性有所提高，但是靈活性不足。同時(shí)，光伏、風(fēng)機(jī)等直流電源，智能家居等直流負(fù)荷，電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能蓄電池等雙向換能設(shè)備的接入，對(duì)直流配電系統(tǒng)提出了新的要求。未來(lái)的直流配電系統(tǒng)既要滿足靈活接入、即插即用的功能，又要保證供電的可靠性和電能質(zhì)量的要求[6][7][8]。

未來(lái)直流配電系統(tǒng)將應(yīng)用于例如大型寫字樓、社區(qū)直流微電網(wǎng)等。隨著直流微電網(wǎng)越來(lái)越復(fù)雜，勢(shì)必形成多電源的直流配電系統(tǒng)，也就是所謂的多端直流配電系統(tǒng)[9][10][11]。多端直流配電系統(tǒng)能夠靈活接入電源、負(fù)荷、雙向換能設(shè)備，大大提高了直流配電系統(tǒng)的供電可靠性。同時(shí)，為節(jié)約成本，考慮在多端配電系統(tǒng)的出線處僅安裝隔離開關(guān)，只有在電源點(diǎn)接入點(diǎn)和儲(chǔ)能蓄電池接入點(diǎn)安裝斷路器和直流電流傳感器[12][13][14]

[15]。隨著多端配電系統(tǒng)接入點(diǎn)的增加，設(shè)備之間互相聯(lián)系越來(lái)越多，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，對(duì)繼電保護(hù)提出了新的要求。本文將分析多端直流配電系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)的短路電流特性，并提出相應(yīng)的解決方法。