Time-domain Waveform Based Adaptive Current Differential Protection for Active Distribution Networks

LI Xiang; ZHOU Chenghan; ZOU Guibin; TIAN Junyang; LI Haiyong

doi:10.7500/AEPS20240919001

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Time-domain Waveform Based Adaptive Current Differential Protection for Active Distribution Networks

Application Research | 更新时间：2025-07-14

- Time-domain Waveform Based Adaptive Current Differential Protection for Active Distribution Networks
- Automation of Electric Power Systems Vol. 49, Issue 14, Pages: 181-189(2025)
- 作者机构：
  
  1.山东大学电气工程学院，山东省济南市 250061
  2.国网山东省电力公司电力科学研究院，山东省济南市 250003
  3.广西电网电力调度控制中心，广西壮族自治区南宁市 530023
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  Guangxi Power Grid Co., Ltd(046000KK52230003);Shandong Provincial Natural Science Foundation of China(ZR2024ME009)
- DOI：10.7500/AEPS20240919001
  CLC：
- Received：19 September 2024，
  
  Revised：2025-02-14，
  
  Published Online：22 April 2025，
  
  Published：25 July 2025
- 稿件说明：
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李响,周成瀚,邹贵彬等.基于时域波形的有源配电网自适应电流差动保护[J].电力系统自动化,2025,49(14):181-189.

LI Xiang,ZHOU Chenghan,ZOU Guibin,et al.Time-domain Waveform Based Adaptive Current Differential Protection for Active Distribution Networks[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(14):181-189.
李响,周成瀚,邹贵彬等.基于时域波形的有源配电网自适应电流差动保护[J].电力系统自动化,2025,49(14):181-189. DOI： 10.7500/AEPS20240919001.

LI Xiang,ZHOU Chenghan,ZOU Guibin,et al.Time-domain Waveform Based Adaptive Current Differential Protection for Active Distribution Networks[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(14):181-189. DOI： 10.7500/AEPS20240919001.

摘要

逆变型分布式电源复杂的故障特性以及系统的故障穿越电流导致传统电流差动保护和基于波形相似度的保护方法动作性能下降。文中提出了一种基于时域波形积分的自适应电流差动保护方法。通过分析保护两端正序电流在区内外故障时的幅相特性，构造波形差异指数定量描述两端电流波形的差异程度，并通过对数函数放大此差异，进而构建了差动保护的自适应制动系数。通过计算虚拟T接支路电流构造补偿判据，以解决多条不可测负荷分支对保护可靠性的影响。仿真结果验证了所提方法具有传输数据量少、耐过渡电阻能力强以及不受T接支路影响等优点。

Abstract

The complex fault characteristics of inverter-interfaced distributed generators (IIDGs) and system fault ride-through currents degrade the performance of traditional current differential protection and waveform similarity-based methods. This paper proposes an adaptive current differential protection scheme based on time-domain waveform integration. By analyzing the amplitude-phase characteristics of positive-sequence currents at both protection terminals during internal and external faults

a waveform difference index is constructed to quantitatively evaluate the dissimilarity between current waveforms. This index is amplified via a logarithmic function to establish an adaptive restraint coefficient for differential protection. Additionally

a compensation criterion is developed by calculating the virtual T-connected branch current

mitigating the impact of multiple unmeasurable load branches on protection reliability. Simulation results validate the advantages of the proposed method

including reduced data transmission requirements

strong tolerance to transition resistances

and immunity to T-connected branch effects.

关键词

Keywords

references

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