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1、基于电流差动的直流配电网保护方案吉兴全，孙灏，陈尔奎，史小雪，张玉振（1.山东科技大学，山东青岛266590）摘要：针对直流配电网在发生短路故障时，短路电流上升迅速，直流断路器无法快速动作从而切除故障的问题,本文首先基于三相两电平电压源换流器构建直流配网的电源模块。分析了单端电源向无源网络供电时发生极间短路故障和单极接地短路故障的故障特征，提出了一种低电压保护和电流差动保护联合的保护方案，并且通过投切后备电源提高了供电的可靠性。最后在PSCAD/EMTDC平台中进行了仿真验证,结果表明在直流配网发生短路故障时，该保护能够快速
2、可靠动作，并具有良好的选择性和灵敏性。关键词：直流配电网；故障分析；无源网络；欠电压保护；电流差动保护ProtectionschemeofDCdistributionnetworkbasedondifferentialcurrentJingXingquan,SunHao,ChenErkui,ShiXiaoxue,ZhangYuzhen(Shandong(ShandongUniversityofScienceandTechnology,Qingdao266590,Shandong,China)China)Abstract:Ai
3、mingattheproblemthattheshortcircuitcurrentrisesrapidlyandtheDCbreakercannotmovequicklyandcuttingcutoffthefaultintheDCdistributionnetworkwhencausedtheshortcircuitfaultoccurs.Inthispaper,asimulationpowersourcemodelisbuiltbasedoncasethatthetoconvertACtoDCpowerdistribu
4、tionnetworkbyathree-phasetwotwo-levelvoltagesourceconverter(VSC)andsupplypowertopassivenetwork.Thefaultcharacteristicsoftheshortcircuitfaultandmono-polargroundingfaulttopassivenetworkwaswereanalyzed,aunitedprotectionschemeofunitedtheundervoltageprotectionandcurrent
5、differentialprotectionwasprovedandimprovedpowersupplyreliabilitybyswitchingbackpowersupply.Finally,thesimulationverificationiscarriedoutonthePSCAD/EMTDCplatform.TheresultsshowthattheprotectionschemecanactquicklyandreliablereliablywhenshortcircuitfaultoccursinDCdist
6、ributionnetwork,andhasgoodselectivityandsensitivity.KeywordKeywords:DCdistributionnetwork,faultanalysis,passivenetwork,undervoltageprotection,currentdifferentialprotection0引言分布式发电(DistributedGeneration,DG）技术的日臻成熟，其在配电系统中的渗透程度愈来愈高，对交流配电网的安全运行形成越来越大的压力。相比较于交流配电网，柔性直流
7、配电网在接纳分布式电源方面拥有更大的优势[1]。文献[2]中介绍了芬兰EleniaOy公司在农村地区用低压直流配电线路替代了老旧中压交流分支线路，提高了配电网的经济性和可靠性。然而，直流配电网的故障特征与交流配电网有本质上的差异，已有的交流配电网的保护技术对于直流配电网并不完全适用。目前，国内外学者对柔性直流配电网的故障特性和保护技术做了一定的探讨。文献[3]对现有的直流配电网故障检测和故障定位方法进行了评述。文献[4]利用本地测量和通信技术，提出了一种低压直流配电网保护方案，能实现限制故障电流和可靠的快速恢复。文献[5-6
8、]利用暂态电容电流确定故障区间。文献[7-9]针对不同的直流配电系统，提出了不同的故障检测方法和故障隔离手段，但是没有分析单端电源向无源网络供电的情况。文献[10-11]依托深圳六端柔性直流配电示范工程，以背靠背典型两端直流配电网为例，分析了直流线路极间短路故障时的暂态特性及其对交流系统、
