智能电网

浅谈交直流混合微电网中的平安性

2025China.cn   >2019年05月17日

  跟着散布式发电和储能的大批应用和直流负荷的疾速增长,使得直流配电越来越受存眷。直流配电体系将会成为未来配电技术的一个重要构成部分>2019年05月17日,国度863课题“高密度散布式能源接入直流混合微电网关键技术”树模工程在浙江上虞投入运行,实现国内初次交直流混合微电网用户侧运行,工程改革或接入散布式光伏总容量1.4MW,2套5kW风力发电体系,1套250kW/800kWh铅酸电池储能体系,1套交直流微电网功率变换与网架体系,体系内交换最高负荷约1.2MW,直流最高负荷约0.9MW。下图为该工程拓扑图。

  图 1 高密度散布式能源接入直流混合微电网关键技术工程拓扑图

  可以或许或许看到,该工程采纳单层直流母线布局,约0.85MWp光伏体系颠末过程DC/DC变流装配接入微电网直流母线,1.0MWp光伏接入微电网换荒线,约800kWh铅酸电池组维持直流母线电压稳固,包管微电网离网稳固运行。换荒线和直流母线之间采纳双向AC/DC换流器衔接,直流母线颠末过程DC/DC变流器变换电压给电动汽车充电桩、LED照明、厂房设备等直流负荷停止供电。该树模工程供给了高密度散布式能源接入的新情势,为光伏、风电等新能源平安稳固接入大电网扫清了技术障碍,在国内初次实现交直流混合微电网用户侧的商业化经营,能称心今后电力用户多样化性的必要。

  新的技术随之带来的是新的用电平安成就,直流配电体系中利用了大批的电力电子变换设备,电力环境加倍复杂,显然在本来换慌电体系中普遍应用的低压掩护电器无法持续沿用,以配电体系中的接地故障掩护为例,对付采纳TN、TT、IT接地办法的换慌电体系,一样平常采纳剩余电流掩护。传统电子式AC型剩余电流掩护器利用零序互感器检测漏电,零序互感器根据法拉第电磁感应电流,磁通量变更发生感应电流,仅能对换怀煞值氖余电流停止掩护。

  图2 家用剩余电流掩护器及其内部零序互感器工作原理

  与交换配电系同一样,直流配电体系的接地情势也分为TN、TT、IT,因为直流用电设备对供电电源请求有可能是负电源或正电源,因此配电体系中有两条电源线的两线制或增长一条中央导线(M线)的三线配电制。下图3为配电体系常用的TT、IT接地情势的体系简图。

  图3 直流配电体系常用的TT、IT接地情势体系简图

  针对采纳电源端接地的TT、TN接地情势的直流配电体系的接地故障防护,应用剩余电流掩护依然是最佳的办法,对此IEC发布了 IEC TS 63053:2017《General requirements for residual current protective devices for DC systems》。该直流剩余电流掩护装配(DC-RCD)

  图4 DC-RCD IEC模范

  模范规定设定掩护阈值最小20mA,最大1A。

  在交直流混合电网中直流负载侧,显然通俗AC型剩余电流掩护器无法实现掩护,必要应用DC-RCD停止直流漏电掩护,然而目前直流漏电掩护还并未履行和市场化,国内也尚无相干模范。实际上,在交直流混合微电网中,漏电成分是非常复杂的,咱咱咱们来看下ABB对付交直流混合微电网中换徊嘟地故障的仿真模子。

  图5 交直流混合电网交换侧接地故障剩余电流回路

  可以或许看到,如果换桓涸胤生绝缘损坏,发生的剩余电流不只有换怀煞,另有直流成分,如果按照惯性思维依然应用AC型漏电掩护器在换桓涸囟送止漏电掩护显然是不行的,不只无法检测直流漏电,甚至叠加的直流漏电会导致检测磁芯预先磁化,导致脱扣值增大,破坏剩余电流掩护器的原有的掩护功效!

  图6 含有直流分量的换皇S嗟流掩护特性改变

  图7各种范例剩余电流

  针对剩余电流成分复杂的剩余电流掩护器,必要应用Type B型剩余电流掩护器,对应IEC模范为IEC62423:2009《Type F and type B residual current operated circuit-breakers with and without integral overcurrent protection for household and similar uses》,对应国内模范为GB22794:2008《家用和类似用途的不带和带过电流掩护的B型剩余电流举动断路器》

  B型剩余电流掩护器不只可以或许或许对换剩余电流、脉动直流剩余电流停止掩护,别的,还能对1000Hz及如下的正弦换剩余电流、换剩余电流叠加平滑直流剩余电流、脉动直流剩余电流叠加平滑剩余电流、两相或多相整流电路发生的脉动直流剩余电流、平滑直流剩余电流确保脱扣,可以或许或许非常好的应用在交直流混合微电网中。

  Magtron基于iFluxgate技术的SoC芯片全体计划,为B型漏电掩护停止了数字化集成,为RCCB从传统的AC型/A型向B型的技术进级,供给了一套高性价比的B型漏电解决计划,为充电设备的用电平安供给了更好的包管。

(浙江巨磁 杨涛)

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