0 引 言

随着大量分布式发电(distributed generator，DG)直接接入配电网，传统配电网的运行、保护、控制方式受到了很大的冲击[1-2]。其中DG根据其入网点接口不同可以分为旋转型DG和逆变型DG[3]，本文主要关注的是逆变型DG(下文简称为DG)。

本文对风电接入电网后备用容量的确定方法进行了总结,分析了考虑可中断负荷作为备用容量的优势,归纳了备用容量费用分摊的方法和原则,为风电并网后辅助服务中的备用容量费用分摊问题提供了一些思路。但是,在备用容量的研究中,仍然存在着很多问题。

配电网中受端变压器主要运行于不接地方式，当低压侧接入DG高压侧出现不对称接地故障时，受端变压器高压侧中性点会出现严重的过电压。而DG配置的低电压穿越[4-6](low voltage ride-through, LVRT)功能是过电压产生的主要诱因。LVRT的存在直接导致了系统侧跳闸之后配电网在穿越时间内存在电源[7-13]，进而引起了过电压。由此可见，分析含DG接入配电网变压器中性点过电压的计算以及保护配置方法显得尤为迫切。

在目前研究DG接入的接地故障保护分析中，主要集中在故障后短路电流的计算[3, 5, 14-18]，暂无研究变压器中性点过电压的文献。文献[3]将DG等效为电流源并纳入序分量分析，推导出了短路电流计算公式，并讨论了不对称短路以及多个DG存在对配电网短路电流的影响。文献[14]采用类似分析方法，分析了DG的LVRT控制模型对短路电流的影响。文献[16]比较了逆变型DG与传统同步发电机在故障期间输出特性的不同，并仿真分析了DG在故障期间的故障电流。推导变压器中性点过电压计算公式，并据此分析保护配置具有实践与理论双重意义，值得进行深入的讨论与分析。

本文首先建立DG控制模型，对于典型配电网结构给出单相接地故障下的复合序网络图，并根据开关分合位分别推导出变压器中性点过电压理论计算公式，分析中性点过电压与负荷大小、DG电流等因素之间关系。最后采用PSCAD仿真验证理论计算方法的正确性，并讨论逆变器限流等因素对中性点电压的影响以及保护配置方案。

1 逆变型DG控制模型

带LVRT特性的DG在线路出现不对称故障时，会根据公共连接点(point of common coupling,PCC)电压的不同而改变有功、无功功率输出。根据经典Park变换，并采用基于正序分量的控制策略[14]，本文采用如下控制策略[6]：

(1)

(2)

式(1)、(2)中：Iq、Id分别为dq轴旋转坐标系下交、直轴电流；为故障发生时PCC处正序线电压分量标幺值；IN为DG输出额定电流；Pm为DG捕捉最大有功功率标幺值，一般认为在故障期间Pm不变[14]；Ux为满足式(3)限流条件(最大输出电流为1.5IN)的边界电压标幺值：

(3)

根据图 10，F1分位时DG和负荷形成孤岛运行，此时负荷功率因数由负荷阻抗构成决定，与DG控制模型无关。ZLoad为纯电阻时，DG只输出有功功率，此时式(2)控制模型只输出Id，即将式(2)代入式(15)可以得到关于的方程为

图1 Id，Iq变化趋势图 Fig.1 Variation tendency of Id，Iq

3.1.2 开关分位公式验证

2 变压器中性点过电压计算

在不接地系统中性点过电压分析中，单相接地故障是最为严重的故障[20]。所以本文主要推导单相接地故障时中性点过电压，两相接地、两相相间短路、三相接地等其他种类故障可同理分析。对如图 2所示典型配电网络接线图进行分析。

图2 含DG配电网典型结构 Fig.2 A typical structure of distribution network with DGs

图2中，线路L1为长距离输电线路，出现单相接地故障时，开关F1经延迟跳开；假设开关F2没有安装保护故不会跳开，并与DG、负荷一起保持运行状态。设大系统相电压为系统内阻与变压器T1阻抗之和为ZST，变压器T1励磁阻抗为ZTM。L1线路阻抗为ZL1，短路点f距离首端距离占线路总长度之比为α(0≤α≤1)。变压器T2的高低侧漏抗之和为ZT2，负荷阻抗为ZLoad。并用上标分别表示正、负、零序阻抗。DG根据前文模型等效为可控电流源由于变压器T2为Y-△接线，高压侧单相接地故障零序电压无法传导到低压侧。如果存在多个DG，根据电流源性质可以进行叠加处理，本文不做赘述。

下面根据开关F1跳开前后，分别给出复合序网络图，同时推导中性点过电压公式。其中等效电路全部归算到110 kV侧，以下分析讨论各量采用标幺值表示。

2.1 开关F1跳开前

当F1开关在合位时，系统序网络图如图 3—5所示[20]。

图3 F1合位正序网络图 Fig.3 Diagram of Positive sequence network when F1 on

图4 F1合位负序网络图 Fig.4 Diagram of Negative sequence network when F1 on

图5 F1合位零序网络图 Fig.5 Diagram of Zero sequence network when F1 on

式(12)的数学含义是以2ZDG为直径的方向圆[21]，如图7所示，若-ZSTL落在圆外，则会增大若-ZSTL落在圆内，则会削减

(4)

定义综合零序阻抗：

(5)

由于变压器T2为Y-△接线，PCC处并没有零序电压。

根据单相接地故障边界条件[20]：

(6)

(7)

式中：分别为故障状态开关合位序分量正序、负序、零序电压；分别为为故障状态开关合位序分量正序、负序、零序电流。

得出的复合序网络图如图 6所示。

笔者在大学英语课程的教学中，对于英语歌曲的选择除了考虑以上的因素之外，还参考了以下的原则：第一，尽量推荐知名欧美歌星的代表曲目；第二，尽量交替学习不同演唱风格和类型的歌曲；第三，尽量兼顾歌曲的经典性和时代性。这样，在两个学期的教学过程中，学生能够较好地保持学习的兴趣，而且对欧美的流行音乐文化有了一个初步系统的了解。在设计下面的教学曲目单的过程中，笔者试图反映上述提到的选择因素和原则。该教学曲目，笔者曾在部分班级使用过，使用时间为两个学期内每周学习一曲，取得了较好的教学效果。

图6 F1合位复合序网络图 Fig.6 Diagram of Compound sequence network when F1 on

简化该网络，记根据节点电压法，可以得到关于零序电压的方程：

(8)

式中：分别为图 6负荷序网图中黑点标出的2个节点电压。

解该方程，得到：

(9)

图7中，方向圆Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为助增、不影响、削减的情况。在|ZDG|与|-ZSTL|不变的前提下，当ZDG与-ZSTL反相位时助增效果最明显，同相位时削减效果最明显。

(10)

根据式(9)、(10)推导可以得到如下结论：

(1)式(10)中没有ZLoad，可见负荷阻抗ZLoad对影响很小；

工业控制系统信息安全近几年才被广泛重视，处于起步阶段，许多工控企业管理制度不健全，应急响应机制欠缺，人员配置缺乏，人员培训不足等，均对工业控制系统信息安全构成了威胁。

(2)从式(10)可见，对影响取决于与的夹角关系，下面讨论对的影响。当对起助增作用时满足式(11)：

(11)

式(11)两边同除并定义DG整定阻抗得到式(12)：

(12)

定义综合负序阻抗：

图7 方向阻抗圆特性 Fig.7 Directional impedance

式(9)形式比较复杂，根据实际运行阻抗特性做如下化简：非旋转设备正负序阻抗相同[20]，并考虑到远大于且阻抗特性接近阻性[22]，即有忽略系统内阻，且对于大多数变压器(三相五柱式、壳式变压器等)可认为变压器T2励磁阻抗[20]，即有式(9)可化简成：

如果症状无改善或是出现化热的表现，比如嗓子红、咽痛、咽干、口渴、眼睛红、大便干等症状，可以选择双黄连颗粒、感冒清热颗粒、蓝芩口服液或是豉翘清热颗粒；

(3)从式(10)可知，决定了DG对中性点过电压影响的大小，限制就能有效防止开关跳开前变压器中性点过电压。

同时，根据图 3、图 6及式(10)可以得出PCC处正序电压简化计算公式为

(13)

2.2 开关F1跳开后

当F1开关在分位时，系统序网络图如图 8—9所示。

临床中的多层螺旋CT可以快速成像进行大范围的扫描,在胸外科中具有重要的应用,但是临床中使用CT检查容易引起辐射,常规剂量CT扫描时90~180张胸部X线平片的剂量,CT的应用较广泛,因此辐射量也会增加。现在对于辐射的防护意识强,CT检查的辐射危害也引起了大家的关注,因此为了提升图像质量,放射科应该要想办法降低辐射剂量[6]。

图8 F1分位正序网络图 Fig.8 Diagram of Positive sequence network when F1 off

图9 F1分位负序网络图 Fig.9 Diagram of Negative sequence network when F1 off

图13展示了中性点电压的仿真图像，下文根据图 2中F1开关跳开前后来分别讨论。

(14)

零序网络为断开，没有零序电流通路。与F1合位相同，由于变压器T2为Y-△接线，PCC处并没有零序电压。开关分位时边界条件与合位时相同，故复合序网络图如图 10所示。

图10 F1分位复合序网络图 Fig.10 Diagram of Compound sequence network when F1 off

从图 10中可以得到：

(15)

式(15)的物理含义为：当不接地系统出现单相接地时，变压器中性点电压升为系统相电压，而此时系统电压实则是由DG提供，即

同时，从式(15)可以得出：会直接影响到开关跳开后的变压器中性点电压大小，限制了就限制了中性点过电压。

70年代至80年代初期“限量供应”的日子早已成为历史，90年代后，中国食品工业发展进入全面提速期，与改革开放初期不同，实现“量”的提升已经不再是我国食品工业的唯一追求，生产出满足专属人群的食品成了这一时期我国食品工业众多企业的新目标。

3 算例验证

对前文结论采用PSCAD软件仿真来证明其正确性。在图 2中，f处0.8 s发生单相接地故障，F1开关延迟0.2 s跳开。本算例不考虑故障发生期间的暂态过程。

3.1 中性点过电压公式验证

为方便验证公式，简化分析过程，本节将DG视为恒流源模型进行仿真。

1.投资效率的衡量。本文借鉴Richardson的“残差度量模型”来衡量上市公司的投资效率，其思路为：企业的新增投资可以分解为预期的投资支出和非预期的投资支出两部分。[25] 预期部分主要用于现有资产正常运转的支出，而非预期部分则表示企业的投资效率，包括投资过度与投资不足。其建立的模型如下：

“研修一体”课程体系的构建打破了以往单一关注问题解决的模式，突出了解决学科教学问题的“年级课程”，增加了提升教师学科专业素养的“学科课程”以及提升教师学习内驱力与综合素养的“跨学科课程”。也就是说，课程体系不但关注教学实际问题的解决，更重要的是在问题解决中将理论与实践有机结合，为教师的专业发展和自主成长助力。工作重心从关注“事”，转变为不仅关注“事”，而且关注“人”，充分彰显了一线教师在教师职后教育中的主体性，且符合“研修一体”背景下区域教师职后教育的质量观，即合规律性、合需求性、合发展性。

3.1.1 开关合位公式验证

验证合位公式(10)，设系统容量基准值相角以为基准。为突出对的影响，取较大电流9.09 pu (50 kA)和3.64 pu (20 kA)；仿真参数ZSTL=j0.26 pu(j3.14 Ω)，ZLoad=99.77 pu(110 Ω)，并在360°～20°范围内改变式(12)中ZDG相角保持不变，改变相角)。仿真结果与理论计算结果如图 11所示。

图11 中性点电压随θ变化理论与仿真对比图 Fig.11 Comparison between theoretical and simulation values of Neutral voltage as θ changing

由图 11可知，式(10)与仿真结果的误差在0.2%以内(理论与仿真曲线基本重合)，充分印证了公式的正确性；其中理论结果稍稍偏大，这主要是由于式(10)简化过程中放大了真实值。图 11中横向虚线0.577 pu为额定相电压标幺值，虚线以上起助增作用，虚线以下起削减作用；以为例，根据仿真结果，两条纵向虚线以内起助增作用(ZDG相角θ在218°～25°)，这与式(12)判据结论基本一致；空心黑正方形标出了中性点电压的最大、最小值，与2.1.1节的结论(2)一致。

在以上算例的基础上，令在18.14～99.77 pu(20～110 Ω)范围内变化，其余参数不变，中性点电压理论计算与仿真结果如表 1所示。

表1 不同ZLoad下中性点电压仿真与理论计算结果 Table 1 Comparison between theoretical and simulation values of Neutral voltage as ZLoad changing

由表 1可得，ZLoad对中性点电压影响很小，印证了2.1.1节的结论(1)。

式(1)、(2)中模型的控制策略是根据来控制DG电流输出，故在下文的序网电路分析中，将DG等效为可控电流源[3,14]。

验证分位公式(15)，ZLoad分别取27.21 pu (30 Ω)和45.35 pu(50 Ω)，并逐步增加中性点电压理论与仿真值对比如图 12所示。

图12 中性点电压随变化的理论与仿真结果 Fig.12 Comparison between theoretical and simulation values of Neutral voltage as changing

由图 12可知，式(15)与仿真结果误差在0.2%以内(理论与仿真曲线基本重合)，这充分印证了公式的正确性。

在教学活动中，如果学生充满了对教学内容的兴趣，不仅可以提高小学生参与教学活动的积极性，而且还可以强化综合实践活动课的教学效果。但目前，在很多活动课堂教学中，就忽视了学生兴趣在教学中的作用，缺乏对学生兴趣偏向的考虑，既不利于提高学生参与数学教学活动的积极性，又阻碍了学生主观能动性的发挥，影响了教学的效果。但很多教师在具体的教学环节中，并未意识到这一问题，严重阻碍了实践教学工作的开展。

3.2 DG发生单相接地故障中性点电压分析

本节采用第1节中提出的控制模型来分析故障发生过程中变压器中性点电压变化情况。设系统容量基准值SN=100 MV·A，ZLoad=45.35 pu(50 Ω)，Pm=0.415 pu(41.5 MW)，ZSTL=ZLT2=j0.26 pu(j3.14 Ω)，逆变器的额定电流IN=300 A，仿真波形如图 13所示。

定义综合负序阻抗：

3.2.1 开关F1跳开前

F1合位时，根据式(13)可知由式(2)可知位于状态0，即将式(2)代入式(13)并两边取模值，且ZSTL，ZLT2阻抗呈感性特性，故与正交，可得计算正序线电压方程为

三要大力普及推广高效节水灌溉技术，提高用水效率和效益。把发展节水灌溉作为一项根本性措施，作为发展现代农业的基础性条件，以北方缺水地区为重点，积极推广管道输水、喷灌、微灌等高效节水灌溉技术，大力发展节水型设施农业和旱作农业，组织实施东北四省区节水增粮行动，确保“十二五”期间新增高效节水灌溉面积5000万亩，力争实现新增1亿亩的目标。建立健全农业灌溉用水总量控制和定额管理制度，加强用水计量设施建设，改进水费计收手段，抓好输水和灌溉各个环节的节水。积极研发具有中国特色、适合国情、质优价廉的节水灌溉技术和设备，推动节水灌溉技术装备规模化、产业化发展。

图13 变压器中性点电压仿真结果 Fig.13 Simulation of voltage at transformer neutral

(16)

根据式(16)可以解出与仿真结果图 13相一致。根据式(16)，随着Pm增加，中性点电压会持续上升，即DG输出功率越大中性点过电压越大，直至达到逆变器限流值。

3.2.2 开关F1跳开后

式(3)在条件下可以使用二分法[19]解出Ux= 0.682 95 pu。为表述方便，式(1)、式(2)所表达的控制策略可以将DG输出策略分为状态0—3，图1给出了条件下，从0到1.0 pu变化范围内Id，Iq的变化趋势。

(17)

根据式(17)可以计算出与仿真结果图 13一致。根据式(17)，中性点电压与Pm之间关系如图 14所示。

由图14可知，当Pm≤0.53 pu时，中性点电压随Pm增长；当Pm>0.53 pu时，由于Id达到1.5IN上限，中性点电压会被稳定在2.142 pu。可见逆变器的限流对中性点电压有抑制作用。

3.2.3 中性点过电压保护配置分析

“杨蓉不会看上你的。你一个初中毕业生，还是个卖肉的临时工，将来能有什么出息？现在又有领导的公子哥追在她屁股后面，你更没戏。人家今天当着你的面，和别人一起走了，这是明摆着拒绝你。”

根据前2节的算例分析可以得出，在图 2中由于变压器T2的Y-△接线对零序电压的隔离作用，DG并网点不存在零序电压。所以需要在变压器T2高压侧中性点处安装间隙过压保护装置。间隙过压保护动作值根据保护标准，二次值一般设为180 V[23](即额定线电压173.2 V的1.03倍)，整定计算中可以根据式(10)与式(15)计算出的零序电压判断保护是否动作。如果只有开关F1跳开前的零序电压达到动作值，则间隙过压保护动作时间要小于开关F1跳开时间；如果开关F1跳开后零序电压仍然达到间隙过压保护动作值，则间隙过压保护动作时间可以大于开关F1动作时间。保护定值整定中也可以根据式(10)与式(15)调整间隙过压保护定值。

传统的教学模式是学生在教室里“群体”听课，教师讲解的难易程度与学生所能接受的程度常常不能完全一致。领悟快的学生听了一次课就掌握了新知，上课走神或领悟慢的学生则会出现听不懂的现象，因此，只能尽量保证大部分学生的学习，很难做到让每一位学生都听懂且掌握。

图14 中性点电压随Pm变化曲线 Fig.14 Neutral voltage with Pm changing

另外，限制DG输出电流可以有效减小中性点过电压。根据式(10)与式(15)以及DG控制模型，可以计算出在指定最大输出电流条件下变压器中性点过电压最大值。如果超过变压器中性点绝缘水平，则需下调DG输出电流限值直至达到要求。

4 结 论

(1)根据中性点电压计算公式，逆变器的限流对中性点过压有限制作用。

(2)考虑到负荷阻抗远大于线路阻抗，DG电流对开关分位时中性点电压影响较大。

入选与排除标准 对2017年8月至11月就诊于本院医联体多个社区卫生服务站就诊的老年居民进行问卷调查。入选标准：（1）年龄≥65岁社区常住居民；（2）使用至少1种西药治疗的患者。排除标准：（1）各种原因不愿意接受调查者；（2）无法获得有效用药信息者。

(3)负荷阻抗对合位中性点电压基本没有影响，对分位中性点电压影响巨大。

(4)DG电流对开关合位时中性点电压助增或削减取决于其与系统电源相角关系。

(5)建议在变压器中性点间隙加装过电压保护装置，防止中性点间隙击穿。

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