Distributed Protection Scheme for DC Distribution Network Based on Current Transients

Yongsheng LIU; Jun CHEN; Juan LI; Wei HOU; Junting LI; Qingshan XU

doi:10.7500/AEPS20200321002

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Distributed Protection Scheme for DC Distribution Network Based on Current Transients

Application Research | 更新时间：2025-06-16

- Distributed Protection Scheme for DC Distribution Network Based on Current Transients
- Automation of Electric Power Systems Vol. 45, Issue 5, Pages: 159-167(2021)
- 作者机构：
  
  1.南瑞集团有限公司（国网电力科学研究院有限公司），江苏省南京市 211106
  2.南京南瑞继保电气有限公司，江苏省南京市 211102
  3.国网江苏省电力有限公司电力科学研究院，江苏省南京市 211103
  4.国网江苏省电力有限公司苏州供电公司，江苏省苏州市 215002
  5.东南大学电气工程学院，江苏省南京市 210096
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Key R&D Program of China
- DOI：10.7500/AEPS20200321002
  CLC：
- Received：21 March 2020，
  
  Revised：2020-10-28，
  
  Published Online：06 January 2021，
  
  Published：10 March 2021
- 稿件说明：
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刘永生,陈俊,李娟等.基于电流暂态量的分布式直流配电网保护方案[J].电力系统自动化,2021,45(5):159-167.

LIU Yongsheng,CHEN Jun,LI Juan,et al.Distributed Protection Scheme for DC Distribution Network Based on Current Transients[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(5):159-167.
刘永生,陈俊,李娟等.基于电流暂态量的分布式直流配电网保护方案[J].电力系统自动化,2021,45(5):159-167. DOI： 10.7500/AEPS20200321002.

LIU Yongsheng,CHEN Jun,LI Juan,et al.Distributed Protection Scheme for DC Distribution Network Based on Current Transients[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(5):159-167. DOI： 10.7500/AEPS20200321002.

摘要

低压直流配电网具有故障电流持续时间短、系统运行方式多变、故障电流振荡等特征，对继电保护正确判断和定位故障提出了挑战。文中详细分析了低压直流配电网的故障特征，并据此提出了包含电流方向比对法、方向预测法、极值比较法的直流网络化保护方案。采用所提方案的保护单元在直流配电网故障发生后，可以对故障区域进行快速定位，完成故障的切除和隔离。为了方便保护方案的工程应用，采用通用面向对象变电站事件（GOOSE）通信实现保护单元之间信息的交互，并提出“单支路即时记忆，多支路延时定位”的保护策略以解决故障电流持续时间短、数据传输不同步等实际问题。实时数字仿真（RTDS）试验结果表明，保护可以在故障发生5 ms以内完成故障区域的正确识别。

Abstract

Low-voltage DC distribution network has the characteristics of short duration of fault current

variable system operation mode and fault current oscillation

which challenges the correct judgment and fault location of relay protection. In this paper

the fault characteristics of low-voltage DC distribution networks are analyzed in detail

and a DC network protection scheme including the current direction comparison method

direction prediction method and extreme value comparison method is proposed. The protection unit with the proposed scheme can quickly locate the fault area and complete the fault clearing and isolation after the DC distribution network fault occurs. In order to facilitate the engineering application of the protection scheme

the generic object oriented substation event (GOOSE) communication is used to realize the information exchange between the protection units

and the protection strategy of “instant memory of single branch

delayed location of multi-branch” is proposed to solve the practical problems such as short duration of fault current and asynchronous data transmission. Real-time digital simulation (RTDS) test results show that the protection can correctly identify the fault area within 5 ms after the fault occurs.

关键词

Keywords

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