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Renewable Microgrid Protection Strategy Coordinating with Current-based Fault Control

Journal of Modern Power Systems and Clean Energy 2022年第6期10卷 1679-1689页

作者： Zihao Wang Longhua Mu Chongkai Fang College of Electronics and Information Engineering Tongji UniversityShanghai 201804China

The renewable microgrid(RMG)is a critical way to organize and utilize new energy.Its control and protection strategies during the fault are the core technologies to ensure the safe operation and stability of the system.The traditional protection principles are unsuitable for RMGs due to the flexibility of RMG operation,the complexity of RMG topology,and the variety of fault control strategies of inverter-interfaced distributed generators(IIDGs).The traditional fault component protection principle is affected by the low voltage ride-through(LVRT)control strategy and will fail in some scenarios.In order to make the fault component protection principle available in every scenario,a current-based fault control strategy is proposed.Specific fault characteristics are generated by the grid-feeding IIDGs during the fault so they can be equivalent to the open circuits,and the fault models in additional network can be simplified.By analyzing the fault characteristics,an RMG protection strategy based on the current-based fault control of IIDGs is presented.The fault directions of feeders can be distinguished and the fault feeder can be located accurately in both grid-connected and islanded RMGs.Then,the grid-feeding IIDGs can transit to LVRT mode smoothly.Thus,IIDGs are considered comprehensively in terms of coordinating with fault control and fault characteristic generation.Finally,the experimental results of the hardware platform prove the effectiveness of the proposed current-based fault control strategy,and the simulation results based on PSCAD/EMTDC verify the correctness of the protection strategy.

关键词： Renewable microgrid protection strategy fault characteristic control strategy fault component

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Microgrid Fault Detection Method Coordinated with a Sequence Component Current-Based Fault Control Strategy

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Protection and Control of Modern Power Systems 2024年第1期9卷 81-93页

作者： Zihao Wang Longhua Mu Tongji University ShanghaiChina College of Electronics and Information Engineering Tongji UniversityShanghai 201804China

The fault characteristics of microgrids are affected by the penetration of inverter-interfaced distributed generators(IIDGs).It makes conventional protection schemes no longer applicable.With different grid codes in different countries,IIDGs need to adopt different positive-sequence low-voltage ride-through(LVRT)control strategies during LVRT.Therefore,conventional protection schemes have to be modified according to the specific microgrid structure and the IIDGs’LVRT strategy.In order to adapt to different grid codes,a sequence component current-based fault control strategy and a coordinated microgrid fault detection method are proposed in this paper.The fault control strategy of IIDGs comprehensively considers the coordination between voltage support and fault characteristics generation,where the sequence currents are controlled separately.The positive-sequence current control strategy aims at supporting the microgrid voltage,whereas the negative-sequence current control strategy aims at generating or enhancing specific fault characteristics.Based on the proposed fault control strategy,the grid-feeding IIDGs can be equivalent to current sources and generate or enhance the negative-sequence fault characteristics in the equivalent additional networks of negative-sequence components.The fault feeder can then be accurately located by analyzing the phase relationship between the negative-sequence fault components of voltage and current phasors.A coor-dinated microgrid fault detection method based on the fault control strategy of IIDGs is proposed.The proposed fault control method makes the fault component protection principle applicable to all types of faults under any operational modes of microgrids.Finally,the correctness and effectiveness of the proposed coordinated fault control and protection strategy are verified in PSCAD/EMTDC.

关键词： fault applicable generating

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New protection scheme for internal fault of multi-microgrid

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Protection and Control of Modern Power Systems 2019年第1期4卷 171-182页

作者： Fan Zhang Longhua Mu Department of Electrical Engineering Tongji UniversityShanghai201804China

multi-microgrids have many new characteristics, such as bi-directional power flow, flexible operation and variable fault current consisting of the different control strategy of inverter interfaced distributed generations (IIDGs), which all present challenges in multi-microgrid protection. In this paper, the current and voltage characteristics of different feeders are analyzed considering faults at different locations of the multi-microgrid. Based on the voltage and current distribution characteristics of the line parameters, a new protection scheme for the internal faults of multi-microgrids is proposed, which takes the change of phase difference and amplitude of measured bus admittances as the criterion. This proposed scheme has high sensitivity and reliability, is based on a simple principle, and can be easily adjusted. Simulation results using PSCAD/EMTDC verify the correctness and effectiveness of the protection scheme.

关键词： Microgrid multi-microgrid Measured admittance Protection scheme

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考虑灵活控制策略及电流限幅的逆变型分布式电源故障模型

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中国电机工程学报 2015年第24期35卷 6359-6367页

作者：郭文明牟龙华同济大学电气工程系上海市嘉定区201804

随着分布式电源(distributed generator,DG)的大规模接入以及并网规约对DG低电压穿越能力的要求,分析DG对故障电网的影响成为一个十分重要的问题。为了得到采用恒功率控制模式的逆变型DG在电网故障条件下的故障模型,首先对DG的控制原理... 详细信息

随着分布式电源(distributed generator,DG)的大规模接入以及并网规约对DG低电压穿越能力的要求,分析DG对故障电网的影响成为一个十分重要的问题。为了得到采用恒功率控制模式的逆变型DG在电网故障条件下的故障模型,首先对DG的控制原理进行了简要分析,然后根据瞬时功率理论和DG输出电流的基本约束推导出DG的通用电流参考信号表达式,调节其中的参数即可实现灵活的控制策略,同时保持DG瞬时功率的平均值对功率参考值的跟踪。在通用电流参考信号表达式的基础上,文章进一步提出了在DG电流限幅条件下功率参考值的计算方法,最后通过Simulink仿真验证了所提出的DG故障模型和限流算法的正确性。

关键词：分布式电源控制策略恒功率控制模式故障模型限流算法

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考虑并网运行微电网故障方向识别的逆变型分布式电源故障控制

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电工技术学报 2022年第3期37卷 634-644页

作者：朱吉然牟龙华郭文明同济大学电子与信息工程学院上海201804 长沙学院电子信息与电气工程学院长沙410022

微电网具有双向故障电流,其保护的一个关键问题是如何准确判别故障方向。对微电网正序故障附加网络的分析表明,逆变型分布式电源(IIDG)正序故障分量阻抗角所在象限决定了正序故障分量方向元件在并网运行微电网中的适用性。然而,IIDG功... 详细信息

微电网具有双向故障电流,其保护的一个关键问题是如何准确判别故障方向。对微电网正序故障附加网络的分析表明,逆变型分布式电源(IIDG)正序故障分量阻抗角所在象限决定了正序故障分量方向元件在并网运行微电网中的适用性。然而,IIDG功率输出策略的多样性和故障后IIDG并网点电压变化的不确定性导致IIDG正序故障分量阻抗角所在象限无法确定。对此,该文提出一种多阶段的IIDG故障控制方法,通过改变IIDG在特定时间窗口内的故障响应特性将其正序故障分量阻抗角控制为给定值,从而在微电网中构造出不依赖于IIDG功率输出策略的正序故障分量特征。基于Simulink的仿真结果验证了采用所提出IIDG故障控制方法时微电网故障方向识别的准确性。

关键词：并网运行微电网故障方向逆变型分布式电源正序故障分量

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压缩感知理论在谐波检测中的运用

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电力系统自动化 2015年第7期39卷 111-116 137页

作者：蒋伟牟龙华同济大学电子与信息工程学院上海市201804

运用传统的奈奎斯特定理对电力系统中的谐波信号进行采样将会产生极其庞大的数据量,而全新的压缩感知理论突破了传统采样定理的限制,在信号满足稀疏性的前提下,只需要较少的数据就可以实现信号的重构。文中在对现有的贪婪匹配追踪和自... 详细信息

运用传统的奈奎斯特定理对电力系统中的谐波信号进行采样将会产生极其庞大的数据量,而全新的压缩感知理论突破了传统采样定理的限制,在信号满足稀疏性的前提下,只需要较少的数据就可以实现信号的重构。文中在对现有的贪婪匹配追踪和自适应算法分析总结的基础之上,结合谐波信号自身的特点,提出了一种新的稀疏度自适应压缩采样匹配追踪算法。此算法可在信号稀疏度未知的情况下,通过信号代理和回溯的思想自适应调节步长逐步逼近原始信号,从而实现以较少采样数据进行谐波检测的目标。MATLAB中的仿真实验表明,运用所提出的算法进行谐波检测的效果理想。

关键词：压缩感知稀疏性信号重构谐波检测

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融合零序电流衰减直流分量的矿山电网接地选线

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电网技术 2014年第4期38卷 1087-1094页

作者：庄伟牟龙华同济大学电子与信息工程学院上海市嘉定区201804

矿山高压电网单相接地故障中零序电流的衰减直流分量对选线的速度与准确度均有很大影响。为此,在深入研究单相接地低频暂态过程的基础上,结合最小二乘矩阵束算法提出了融合衰减直流分量与有功分量的零序电流低频暂态综合幅值判据。该判... 详细信息

矿山高压电网单相接地故障中零序电流的衰减直流分量对选线的速度与准确度均有很大影响。为此,在深入研究单相接地低频暂态过程的基础上,结合最小二乘矩阵束算法提出了融合衰减直流分量与有功分量的零序电流低频暂态综合幅值判据。该判据不仅可在一定程度上降低衰减直流分量对选线保护动作速度的影响,而且能显著扩大故障与非故障线路判据特征量之间的差别,有效提升选线的准确度。大量基于PSCAD/EMTDC的典型故障实例仿真验证了该判据的正确性。

关键词：矿山电网单相接地选线最小二乘矩阵束零序低频暂态衰减直流分量

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基于零序电流有功分量的配电网接地故障定位

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同济大学学报（自然科学版） 2014年第3期42卷 468-473页

作者：庄伟牟龙华同济大学电子与信息工程学院上海201804

为解决数字化环境下中性点经消弧线圈并、串电阻接地系统的单相接地故障区段定位问题,对此类系统中出现单相接地故障时电网内全部线路首端保护装置可测得的零序电流进行了分析,并给出了零序电流有功分量的一般分布规律.在此基础上结合... 详细信息

为解决数字化环境下中性点经消弧线圈并、串电阻接地系统的单相接地故障区段定位问题,对此类系统中出现单相接地故障时电网内全部线路首端保护装置可测得的零序电流进行了分析,并给出了零序电流有功分量的一般分布规律.在此基础上结合配电网故障定位的一般矩阵算法,提出了基于零序电流有功分量的配电网单相接地故障区段定位算法,并遵循IEC61850标准创建了故障定位算法的逻辑节点与逻辑设备,为小电流接地故障定位系统的设备模型建立提供了参考.基于PSCAD/EMTDC软件的配网典型故障仿真结果验证了单相接地故障定位算法的准确性.

关键词：补偿电网单相接地故障定位零序电流有功分量 IEC61850标准

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零序非工频分量注入式微电网接地故障保护方案

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电力自动化设备 2022年第11期42卷 25-31页

作者：赵怀健牟龙华方重凯同济大学电子与信息工程学院上海201804

微电网中含有大量的分布式电源,且具有很多不同于传统配电网的特点,传统配电网中的保护方案难以满足其对可靠性与稳定性的要求。基于微电网的结构和故障特点,建立了含多个逆变型分布式电源的微电网故障网络模型,提出了一种基于零序非工... 详细信息

微电网中含有大量的分布式电源,且具有很多不同于传统配电网的特点,传统配电网中的保护方案难以满足其对可靠性与稳定性的要求。基于微电网的结构和故障特点,建立了含多个逆变型分布式电源的微电网故障网络模型,提出了一种基于零序非工频分量注入的微电网接地故障保护方案。该方案利用注入的零序非工频电流产生的故障特征,能够正确识别并切除微电网内部的各类接地故障,且同时适用于并网和孤岛2种运行方式。最后,在PSCAD/EMTDC软件中进行了仿真分析,结果验证了所提保护方案的有效性与可靠性。

关键词：微电网继电保护逆变型分布式电源注入法零序分量非工频分量

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mutation of the critical pH-gating residues histidine 231 to glutamate increase open probability of outer membrane protein G in planar lipid bilayer

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Protein & Cell 2013年第11期4卷 803-806页

作者： mu Yu Peibei Sun Yao He Liang Xiao Demeng Sun longhua Zhang Changlin Tian High Magnetic Field Laboratory Chinese Academic of SciencesHefei 230031China Hefei National Laboratory for Physical Science at Microscale and School of Life Science University of Science and Technology of ChinaHefei 230027China

Dear Editor,Outer-membrane protein G(OmpG)is a nonspecificβ-barrel porin in the outer membrane of Escherichia coli(E.coli),allowing the passage of ions and molecules up to 900 Da(Fajardo et al.,1998).It comprises of 280 amino acids that form 14-strandedβ-sheets with seven long loops(L1-L7)on the extra-cellular side and six short turns on the periplasmic side(Subbarao and van den Berg,2006;Yildiz et al.,2006;Liang and Tamm,2007).Despite that the OmpG gene exists in the genome of several E.coli strains(Nikaido,1999),expres-sion of OmpG was only observed in E.coli mutants lacking OmpF and LamB(Fajardo et al.,1998)to enable the diffu-sion of maltodextrins across the bacte-rial outer membrane.Very interestingly,unlike usual trimeric channel-forming porins,OmpG exhibits fascinating characteristics of a functional monomer in physiological and structural studies(Conlan and Bayley,2003;Mari et al.,2010).

关键词： outer planar residues

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