Detective Phase-to-phase Distance Protection for Flexibly Interconnected Distribution Network

XU Ruidong; CHANG Zhongxue; YANG Jiayi; WANG Chenqing; YUAN Yubo; SONG Guobing

doi:10.7500/AEPS20240327005

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Detective Phase-to-phase Distance Protection for Flexibly Interconnected Distribution Network

Key Technologies of Smart Distribution Network Based on Flexible Interconnection | 更新时间：2025-06-16

- Detective Phase-to-phase Distance Protection for Flexibly Interconnected Distribution Network
- Automation of Electric Power Systems Vol. 49, Issue 5, Pages: 48-56(2025)
- 作者机构：
  
  1.西安交通大学电气工程学院，陕西省西安市 710049
  2.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
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Key R&D Program of China(2023YFB2407404)
- DOI：10.7500/AEPS20240327005
  CLC：
- Received：27 March 2024，
  
  Revised：2024-09-24，
  
  Published Online：03 December 2024，
  
  Published：10 March 2025
- 稿件说明：
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徐瑞东,常仲学,杨佳怡等.柔性互联配电网探测式相间距离保护[J].电力系统自动化,2025,49(5):48-56.

XU Ruidong,CHANG Zhongxue,YANG Jiayi,et al.Detective Phase-to-phase Distance Protection for Flexibly Interconnected Distribution Network[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(5):48-56.
徐瑞东,常仲学,杨佳怡等.柔性互联配电网探测式相间距离保护[J].电力系统自动化,2025,49(5):48-56. DOI： 10.7500/AEPS20240327005.

XU Ruidong,CHANG Zhongxue,YANG Jiayi,et al.Detective Phase-to-phase Distance Protection for Flexibly Interconnected Distribution Network[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(5):48-56. DOI： 10.7500/AEPS20240327005.

摘要

在基于智能软开关(SOP)的柔性互联配电网中，受到电力电子设备弱馈性和非线性调控特性的影响，电流保护的灵敏性和可靠性无法满足要求。为此，基于探测式保护思想，利用SOP向故障侧注入双频探测信号，建立了由SOP注入信号激励下的单电源系统，进而提出了包含故障距离、过渡电阻和对端系统参数在内的故障距离求解方程。基于故障距离整定动作延时，以反时限动作策略实现配合，设计了柔性互联配电网探测式相间距离保护方案。基于PSCAD开展了仿真验证，并开发了保护装置样机。仿真和硬件在环测试结果证明了所提方案的有效性。相比于传统保护原理，提出的保护方案不受弱馈特性的影响，且克服了经过渡电阻故障时对端系统和分支线引发的电流助增及外汲效应的影响。

Abstract

In the flexibly interconnected distribution network based on soft open point (SOP)

the sensitivity and reliability of over-current protection cannot meet the requirements due to the characteristics of weak infeed and nonlinear regulation of power electronic equipment. Therefore

based on the idea of detective protection

a single power supply system excited by the dual-frequency detection signals injected by SOP is established

and the fault distance solution equation including fault distance

transition resistance and parameters of the opposite-end system is proposed. A detective phase-to-phase distance protection for flexibly interconnected distribution network is designed by setting the operation delay based on the fault distance and implementing coordination with the inverse time operation strategy. Simulation verification is carried out based on PSCAD

and the protection device prototype is developed. The simulation and hardware-in-the-loop test results prove the effectiveness of the proposed scheme. Compared with the traditional protection principle

the proposed protection scheme is not affected by the characteristic of weak infeed and overcomes the effects of current infeed and draining caused by the opposite-end system and branch lines during the fault through the transition resistance.

关键词

Keywords

references

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