直流配网

基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter, MMC)的柔性直流配电网具有不存在换相失败等优点。但换流器存在低惯性、弱阻尼等特性，导致故障电流上升速度快且峰值高，对系统危害极大。针对直流配电网发生单极接地故障难以准确选择故障馈线的问题，提出了一种基于拐点密集区凹凸波动特性的直流配网故障检测方法。首先，利用变分模态分解算法对各馈线零模电流进行分解，选取特征分量。然后，计算特征分量的二阶导数，选择拐点密集区并进行归一化处理，得到各馈线的凹凸波动性。最后，判定凹凸波动性与其他馈线相异的线路为故障线路。仿真结果表明，所提方法能够快速识别故障馈线，且受过渡电阻、采样频率、数据窗和噪声等因素影响小。

直流配电网保护系统应用简介四方直流配电网具有较为复杂的一次拓扑结构，直流线路数量多、线路距离短且对供电可靠性要求更高：直流配网系统故障阻尼小，故障后的发展过程极快，要求保护能够在几个毫秒内有选择性地切除故障。直流配网呈现多端和网络化，故障情况下如何保障直流电网健全部分的生存能力是保障“电力网络“可靠性所必须解决的关键问题，对直流部分的故障定位、故障隔离及故障恢复提出了较高的要求。故障隔离困难，大容量直流断路器尚处于研发、实验阶段：换流器等一次设备与直流电网保护等一次设备在故障处理方面的任务分解与相互协调是故障处理的关键问题。

交直流混合配网可实现可再生能源、分布式储能以及多元负荷的灵活接入与互联运行，而成为未来发展趋势。其中基于直流断路器的故障隔离方法可保障供电可靠性、灵活性和安全性，是交直流配网组网的关键。 考虑交直流配网投资规模和性能需求时，不同拓扑的直流断路器各自都分别存在的高成本、高损耗、低可靠性和性能不足等问题，难以同时兼顾成本和性能，为此亟需开发经济型直流开断技术。本报告提出了基于直流熔断器和直流负荷开关组合的技术，采用低成本直流熔断器结合电流转移的方法实现全范围开断，为当前直流断路器拓扑在低成本与高性能间的矛盾提供了一种经济的解决方案。

直流电弧没有过零点特性，难以自行熄灭，易引发电气火灾，威胁直流配用电安全。通过搭建电弧模拟发生实验平台，采集不同电压下电弧信号，研究电弧电阻、电压等特性，分析了不同电压下电弧特征的差异性。以GB/T 35727—2017中低压直流配网标称电压优选值为依据，研究220 V、750 V、1500 V 3种不同电压等级电弧检测特征，对比傅里叶、小波、奇异值分解等频域特性，最大值、最小值、平均值、标准差等时域特性，得到不同电压等级下电弧检测的优质判据，证明了不同时频域特征适用于不同的电压等级。结合神经网络模型，设计了适用于750 V系统的电弧检测算法，算法检测精度为99.12%。

介绍中低压直流技术发展的背景，从国家政策、电源、负荷直流化等角度实施中低压直流配用电方案的价值，中压直流配网系统方案设计与关键设备，国内中压直流配网建设案例，低压直流微网、低压直流台区互联的方案设计与关键设备，直流开断的原理介绍与产品研制，低压直流配用电工程案例。现有中低压直流配用电系统与关键设备存在的不足，中低压直流配用电系统发展的方向。