Pilot Protection Scheme for Flexible DC Distribution Network Based on Improved Jaccard Coefficient

WEI Lai; LI Bo; LIAO Kai; YANG Jianwei; HE Zhengyou

doi:10.7500/AEPS20221103004

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Pilot Protection Scheme for Flexible DC Distribution Network Based on Improved Jaccard Coefficient

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

- Pilot Protection Scheme for Flexible DC Distribution Network Based on Improved Jaccard Coefficient
- Automation of Electric Power Systems Vol. 47, Issue 22, Pages: 75-86(2023)
- 作者机构：
  
  西南交通大学电气工程学院，四川省成都市 611756
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  State Grid Corporation of China(5400-202255150A-1-1-ZN)
- DOI：10.7500/AEPS20221103004
  CLC：
- Received：03 November 2022，
  
  Revised：2023-03-20，
  
  Published Online：23 October 2023，
  
  Published：25 November 2023
- 稿件说明：
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魏来,李波,廖凯等.基于改进Jaccard系数的柔性直流配电网纵联保护方案[J].电力系统自动化,2023,47(22):75-86.

WEI Lai,LI Bo,LIAO Kai,et al.Pilot Protection Scheme for Flexible DC Distribution Network Based on Improved Jaccard Coefficient[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(22):75-86.
魏来,李波,廖凯等.基于改进Jaccard系数的柔性直流配电网纵联保护方案[J].电力系统自动化,2023,47(22):75-86. DOI： 10.7500/AEPS20221103004.

WEI Lai,LI Bo,LIAO Kai,et al.Pilot Protection Scheme for Flexible DC Distribution Network Based on Improved Jaccard Coefficient[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(22):75-86. DOI： 10.7500/AEPS20221103004.

摘要

纵联保护具有高选择性的优势，是柔性直流配电网主要保护类型之一。然而，纵联保护对双端数据要求较高，存在可用数据有限、易受同步误差影响等问题。为此，文中提出了一种基于改进Jaccard系数的柔性直流配电网纵联保护方案，以提高数据可用率、降低对信息同步的要求。首先，通过推导区内、区外故障时两端故障电流表达式，得到两端电流绝对值交集部分的特征差异。其次，采用简化的Apollo曲线光滑算法进行预处理，利用两端电流绝对值的改进Jaccard系数量化交集特征差异，构建了保护动作判据。最后，基于PSCAD/EMTDC搭建四端环状直流配电网模型进行了仿真验证。仿真结果表明，所提纵联保护方案能够可靠判别区内、外故障，且具有较高的耐受过渡电阻、抗噪声干扰和抗同步误差能力。

Abstract

The pilot protection has the advantage of high selectivity

which is one of the main protection types for the flexible DC distribution network. However

the pilot protection requires high-quality data from both ends

so there are some problems such as limited available data and susceptible to synchronization errors. In this paper

a pilot protection scheme based on the improved Jaccard coefficient for flexible DC distribution networks is proposed to improve data availability and reduce the need for information synchronization. Firstly

by deriving the expressions of fault currents at both ends with the internal and external faults

the characteristic differences of the intersection part of the absolute values of the currents at both ends are derived. Secondly

a simplified Apollo curve smoothing algorithm is used for pre-processing. The difference in intersection characteristics is quantified by using the improved Jaccard coefficients of absolute values of currents at both ends

and the protection action criterion is constructed. Finally

a four-terminal annular DC distribution network is built based on PSCAD/EMTDC for simulation and verification. The simulation results show that the proposed pilot protection scheme can reliably discriminate internal and external faults and has high resistance to transition resistance

noise interference and synchronization error.

关键词

Keywords

references

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