考虑多种能源互补性及电动汽车充放电特性的柔性有载分接开关的自适应分区协同保护策略

《World Electric Vehicle Journal》：Adaptive Zonal Cooperative Protection Strategy for Flexible On-Load Tap Changer Considering Multi-Energy Complementarity and EV Charging/Discharging Characteristics

　　

摘要

可再生能源的广泛应用和电动汽车（EV）的大规模发展使得配电网络中的电压异常问题日益突出。灵活的带载分接开关（F-OLTC）结合了机械式的粗调控制和电力电子式的无级细调功能，在调节范围和速度方面都具有优势。然而，现有的保护策略未能充分考虑电动汽车充电/放电过程中的电压波动以及设备的多物理场耦合效应，导致难以同时保证电压质量和设备寿命。本文提出了一种针对F-OLTC的自适应区域协作保护策略，该策略考虑了电动汽车的充电/放电特性。研究构建了一种集成保护架构，将电动汽车的状态感知与设备健康监测相结合。提出了一种多特征融合的故障识别方法，用于区分电动汽车引起的干扰、外部故障和内部转换器故障。同时建立了一个综合的裕度指标，并通过特征空间聚类实现了动态分区。设计了一种协调式的阶梯式与无级自适应电压调节保护机制，能够动态调整阈值和延迟参数，在机械切换过程中快速为电动汽车提供电力支持。在修改后的IEEE 33节点系统上的仿真测试表明，该策略使平均电压偏差降低了46.2%，分接操作次数减少了28.6%，电压下降幅度减少了81%，恢复时间缩短了70.8%，网络损耗降低了21.9%，有效提升了电压质量并减轻了切换设备的机械应力，有望延长设备的维护周期并提高其可靠性。