环形直流微网短路保护：故障分析与电流差动方案

"该文研究了环形直流微网的短路故障分析及保护方法，主要关注双极短路故障的处理。文章介绍了基于电流差动保护和欠电压保护的故障定位与隔离策略，旨在确保直流微网在故障情况下的安全运行。通过MATLAB / Simulink仿真验证了该保护策略的有效性。" 在现代电力系统中，直流微网因其诸多优势，如减少变流器数量、提高能效和增强系统稳定性，成为分布式能源系统的重要组成部分。环形直流微网尤其适用于负荷密集区域，可以降低电能损耗并提高供电可靠性。然而，这种微网结构也带来了新的挑战，尤其是故障保护问题。 传统的直流输电系统通常配备平波电抗器以减少过电流影响，而直流微网中，由于VSC的广泛使用，故障可能导致VSC和直流线路过载，严重影响系统安全。因此，设计有效的保护策略至关重要。本文提出的保护方案结合了电流差动保护和欠电压保护。电流差动保护通过监测直流线路输入、输出电流的差值来快速定位故障，而欠电压保护作为后备，确保在故障情况下微网的稳定运行。 电流差动保护是基于比较环形微网各部分电流的一种方法，当检测到的差动电流超过设定阈值时，保护系统会迅速响应，隔离故障线路，防止故障扩大。欠电压保护则在系统电压下降到一定水平时启动，进一步保障系统安全。 通过MATLAB / Simulink的仿真模拟，证明了该保护策略在双极短路故障情况下的准确性和快速性，能够有效定位和隔离故障，防止系统过载。相较于依赖交流断路器的传统方案，电流差动保护具有更快的响应速度，避免了电力电子元件的潜在损害。 此外，文献还讨论了直流故障的分类，包括短路、接地和断线故障，强调了双极短路故障的特殊性及其对直流微网的影响。通过深入研究这些故障类型，可以为未来设计更全面、更适应不同故障情况的保护策略提供基础。 本文对于理解和解决环形直流微网的故障保护问题提供了有价值的理论依据和技术方案，对于提升微网系统的可靠性和安全性具有重要意义。