Adaptive Reclosing of Distribution Network with Renewable Energy Based on Voltage Rise Time Limit Detection

YANG Bin; JIA Ke; LI Juntao; LIU Qian; BI Tianshu

doi:10.7500/AEPS20221020003

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Adaptive Reclosing of Distribution Network with Renewable Energy Based on Voltage Rise Time Limit Detection

Special Topic on Key Technologies of Relay Protection in New Power System | 更新时间：2025-06-16

- Adaptive Reclosing of Distribution Network with Renewable Energy Based on Voltage Rise Time Limit Detection
- Automation of Electric Power Systems Vol. 47, Issue 22, Pages: 66-74(2023)
- 作者机构：
  
  新能源电力系统国家重点实验室（华北电力大学），北京市 102206
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China(52277097)
- DOI：10.7500/AEPS20221020003
  CLC：
- Received：20 October 2022，
  
  Revised：2023-04-09，
  
  Published Online：23 October 2023，
  
  Published：25 November 2023
- 稿件说明：
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杨彬,贾科,李俊涛等.基于电压上升限时检测的含新能源配电网自适应重合闸[J].电力系统自动化,2023,47(22):66-74.

YANG Bin,JIA Ke,LI Juntao,et al.Adaptive Reclosing of Distribution Network with Renewable Energy Based on Voltage Rise Time Limit Detection[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(22):66-74.
杨彬,贾科,李俊涛等.基于电压上升限时检测的含新能源配电网自适应重合闸[J].电力系统自动化,2023,47(22):66-74. DOI： 10.7500/AEPS20221020003.

YANG Bin,JIA Ke,LI Juntao,et al.Adaptive Reclosing of Distribution Network with Renewable Energy Based on Voltage Rise Time Limit Detection[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(22):66-74. DOI： 10.7500/AEPS20221020003.

摘要

断路器跳闸后下游分布式新能源可能持续带故障运行，配电网传统无检重合闸盲目投切将导致系统遭受二次冲击。文中面向含高比例分布式新能源配电网提出一种基于电压上升限时检测的自适应重合闸方法。首先，基于对跳闸后计及新能源故障穿越控制的配电网故障特性分析，探明了跳闸后系统电压与新能源-负荷功率比值间的分段映射关系；利用伴随故障清除的电压上升特性，提出了基于电压差积分的故障状态检测判据；进而，融合保护动作信息与新能源故障穿越时间极限对故障检测时间进行规限，提出重合闸延时自适应整定方案。仿真结果表明

所提方法能够可靠检测不同位置、类型的瞬时性故障清除，并根据故障状态自适应调节重合闸延时，加快系统供电恢复。

Abstract

After the circuit breaker trips

downstream distributed renewable energy sources (RESs) may continue to operate with faults

and blind switching of traditional non-inspection reclosing in the distribution network will cause the system to suffer from secondary impacts. This paper proposes an adaptive reclosing method based on voltage rise time limit detection for distribution networks with high proportion of distributed RES. First

based on the analysis of distribution network fault characteristics taking into account RES fault ride-through control after tripping

the segmented mapping relationship between system voltage and RES-load power ratio after tripping is explored. A fault state detection criterion based on voltage difference integration is proposed by utilizing the voltage rise characteristic accompanying fault clearing. Furthermore

the fusion of protection action information and the time limit of RES fault crossing is used to limit the fault detection time

and an adaptive reclosing delay setting scheme is proposed. The simulation results show that the proposed method can reliably detect instantaneous fault clearing with different positions and types

and adaptively adjust the reclosing delay based on the fault status to accelerate the recovery of system power supply.

关键词

Keywords

references

光伏发电并网逆变器技术要求： GB/T 37408—2019 ［S］. 北京：中国标准出版社， 2019 .

Technical requirements for photovoltaic gird-connected inverter ： GB/T 37408—2019 ［S］. Beijing ： Standards Press of China ， 2019 .

胡雪凯，张乾，胡文平，等 . 分布式光伏对线路自动重合闸的影响分析［J］. 电力系统保护与控制， 2019 ， 47 （ 17 ）： 75 - 82 .

HU Xuekai ， ZHANG Qian ， HU Wenping ， et al . Analysis of the influence of distributed photovoltaic on automatic reclosing ［J］. Power System Protection and Control ， 2019 ， 47 （ 17 ）： 75 - 82 .

陈厚合，丛前，姜涛，等 . 多能协同的配电网供电恢复策略［J］. 电工技术学报， 2022 ， 37 （ 3 ）： 610 - 622 .

CHEN Houhe ， CONG Qian ， JIANG Tao ， et al . Distribution systems restoration with multi-energy synergy ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2022 ， 37 （ 3 ）： 610 - 622 .

FLORES S ， BUI N ， SALMANI A ， et al . Impact analysis of high PV penetration on protection of distribution systems using real-time simulation and testing： a utility case study ［C］// 2020 IEEE Power & Energy Society General Meeting（PESGM）， August 2-6 ， 2020 ， Montreal， Canada ： 1 - 5 .

刘健，林涛，李龙，等 . 分布式光伏接入情况下配电自动化系统的适应性［J］. 电力系统保护与控制， 2014 ， 42 （ 20 ）： 7 - 12 .

LIU Jian ， LIN Tao ， LI Long ， et al . Adaptability of distribution automation systems to photovoltaic installation ［J］. Power System Protection and Control ， 2014 ， 42 （ 20 ）： 7 - 12 .

赵拥华，方永毅，王娜，等 . 逆变型分布式电源接入配电网对馈线自动化的影响研究［J］. 电力系统保护与控制， 2013 ， 41 （ 24 ）： 117 - 122 .

ZHAO Yonghua ， FANG Yongyi ， WANG Na ， et al . Research on the impacts on feeder automation by inverter-based distribution generation connected to the distribution network ［J］. Power System Protection and Control ， 2013 ， 41 （ 24 ）： 117 - 122 .

BARAN M E ， HOOSHYAR H ， SHEN Z ， et al . Accommodating high PV penetration on distribution feeders ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2012 ， 3 （ 2 ）： 1039 - 1046 .

李育强，王志文，王维庆，等 . 具备LVRT能力的光伏接入配网对重合闸的影响及对策［J］. 电力系统保护与控制， 2016 ， 44 （ 15 ）： 61 - 67 .

LI Yuqiang ， WANG Zhiwen ， WANG Weiqing ， et al . Influence of PV with LVRT capability access to distribution network on automatic reclosing and its countermeasures ［J］. Power System Protection and Control ， 2016 ， 44 （ 15 ）： 61 - 67 .

LIU K Y ， XIA M C . Impacts of DG on automatic reclosing of distribution networks ［C］// 2011 International Conference on Advanced Power System Automation and Protection ， October 16-20 ， 2011 ， Beijing， China ： 351 - 355 .

ZHU K ， LV R D . A three-phase adaptive reclosure technology for distribution feeders based on parameter identification ［J］. IEEE Transactions on Power Delivery ， 2019 ， 34 （ 6 ）： 2173 - 2181 .

邵文权，刘一璇，关欣，等 . 一种主动探测式的配电网相间重合前永久性故障判别方案［J］. 电力系统保护与控制， 2021 ， 49 （ 14 ）： 96 - 103 .

SHAO Wenquan ， LIU Yixuan ， GUAN Xin ， et al . An active detection scheme for permanent fault identification before phase-to-phase reclosing in a distribution network ［J］. Power System Protection and Control ， 2021 ， 49 （ 14 ）： 96 - 103 .

郑涛，王赟鹏，马家璇，等 . 基于特征电压注入的UPFC接入线路三相自适应重合闸方案［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 5 ）： 152 - 158 .

ZHENG Tao ， WANG Yunpeng ， MA Jiaxuan ， et al . Three-phase adaptive reclosure scheme based on characteristic voltage injection for transmission line equipped with unified power flow controller ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 5 ）： 152 - 158 .

廖宏宇，康小宁，袁燕磊，等 . 利用注入信号的配电网自适应三相重合闸研究［J］. 电网技术， 2021 ， 45 （ 7 ）： 2623 - 2630 .

LIAO Hongyu ， KANG Xiaoning ， YUAN Yanlei ， et al . Adaptive three-phase reclosing device of distribution network based on injected signals ［J］. Power System Technology ， 2021 ， 45 （ 7 ）： 2623 - 2630 .

梁振锋，索南加乐，康小宁，等 . 利用自由振荡频率识别的三相重合闸永久性故障判别［J］. 中国电机工程学报， 2013 ， 33 （ 7 ）： 124 - 130 .

LIANG Zhenfeng ， SUONAN Jiale ， KANG Xiaoning ， et al . Permanent faults identification using free oscillation frequency for three-phase reclosure on transmission lines with shunt reactors ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2013 ， 33 （ 7 ）： 124 - 130 .

RADOJEVIC Z ， TERZIJA V ， PRESTON G ， et al . Smart overhead lines autoreclosure algorithm based on detailed fault analysis ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2013 ， 4 （ 4 ）： 1829 - 1838 .

LE BLOND S P ， AGGARWAL R K . Design of adaptive autoreclosure schemes for 132 kV network with high penetration of wind： PartⅠ real-time modeling ［J］. IEEE Transactions on Power Delivery ， 2012 ， 27 （ 3 ）： 1055 - 1062 .

XIE C ， LI F T . Adaptive comprehensive auto-reclosing scheme for shunt reactor-compensated transmission lines ［J］. IEEE Transactions on Power Delivery ， 2020 ， 35 （ 5 ）： 2149 - 2158 .

ZHALEFAR F ， DADASH ZADEH M R ， SIDHU T S . A high-speed adaptive single-phase reclosing technique based on local voltage phasors ［J］. IEEE Transactions on Power Delivery ， 2015 ， 32 （ 3 ）： 1203 - 1211 .

张维，宋国兵，豆敏娜，等 . 基于自适应重合闸的配电网快速故障定位与隔离方法［J］. 电力系统保护与控制， 2019 ， 47 （ 18 ）： 60 - 67 .

ZHANG Wei ， SONG Guobing ， DOU Minna ， et al . A quick fault location and isolation method in distribution network based on adaptive reclosure ［J］. Power System Protection and Control ， 2019 ， 47 （ 18 ）： 60 - 67 .

邵文权，刘一璇，关欣，等 . 一种主动探测式的配电网相间重合前永久性故障判别方案［J］. 电力系统保护与控制， 2021 ， 49 （ 14 ）： 96 - 103 .

张兴，曹仁贤 . 太阳能光伏并网发电及其逆变控制［M］. 2版 . 北京：机械工业出版社， 2018 ： 289 - 292 .

ZHANG Xing ， CAO Renxian . Solar photovoltaic grid-connected power generation and its inverter control ［M］. 2nd ed . Beijing ： China Machine Press ， 2018 ： 289 - 292 .

配电网10 kV及20 kV交流传感器技术条件：T/CES 018—2018 ［S］. 2018 .

Technical conditions for 10 kV and 20 kV AC sensors in distribution networks： T/CES 018—2018 ［S］. 2018 ．

王婷，宋国兵，张晨浩，等 . 风电场110 kV单回送出线主动探测式三相重合闸方法［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 19 ）： 149 - 155 .

WANG Ting ， SONG Guobing ， ZHANG Chenhao ， et al . Active detection based three-phase auto-reclosing method for 110 kV single outgoing line in wind farm ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 19 ）： 149 - 155 .

刘健，王毅钊，张小庆，等 . 配电网单相接地故障处理保护化关键技术［J］. 电力系统保护与控制， 2021 ， 49 （ 22 ）： 18 - 23 .

LIU Jian ， WANG Yizhao ， ZHANG Xiaoqing ， et al . Key technologies on single-phase earthed fault protection for a distribution network ［J］. Power System Protection and Control ， 2021 ， 49 （ 22 ）： 18 - 23 .

汤效军 . 电力线载波通信技术的发展及特点［J］. 电力系统通信， 2003 ， 24 （ 1 ）： 47 - 51 .

TANG Xiaojun . The development and characteristics of power line carrier techniques ［J］. Telecommunications for Electric Power System ， 2003 ， 24 （ 1 ）： 47 - 51 .

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