フレキシビリティを有する配電系統の保護システムの構築

构建灵活的配电系统保护系统

• 批准号: 21K04001
• 负责人: 青木 睦
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Nagoya Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04001/
• 关键词: 配電系統の保護システム; 分散形電源; 多地点同期計測システム; 配電線保護リレー; パワーコンディショナ

本研究では，VPP(Virtual Power Plant)など小規模電力系統を含む将来の配電システムにおいて，多地点同期計測システムによる状態監視および，それによる系統の状態把握，そして，その状態に応じた適切な保護方法を提供する保護システムを確立することを目的とするものである。2022年度は，インバータにより電力系統と連系されるインバータ型電源を多数台設置した場合の三相短絡事故時のシミュレーション，および，それに対する保護システムの構成について検討を行った。また，負荷の高調波が地絡事故電流に与える影響について検討を行った。現在の配電系統は樹枝状構成となっており，配電用変電所における各フィーダにおいて線路の事故検出および遮断を行っている。太陽光発電システムなどの再生可能エネルギーによる電源やその変動を抑制するための蓄電池システムの導入が拡大した場合，それらのエネルギーリソースからも事故電流の供給がなされ，配電用変電所における保護システムが，適切に動作できないことが考えられる。2022年度はインバータ型の電源が多数連系した配電系統モデルでシミュレーションを行った結果，インバータの過電流抑制機能により，変電所の保護システムへの影響が小さいことが分かった。しかし，分散型エネルギーリソースを有する需要家は，系統事故時に故障電流を供給するので，配電用変電所の保護システムと需要家の保護システムの保護協調が必要になることが分かった。このことから，保護方式について検討した結果，短絡電流の方向を判定する方向過電流リレーの適用が有用であると考え，その有効性を確認した。太陽光発電などの再生可能エネルギー電源が大量に連系された場合の配電系統の保護システムの構築は，将来の配電系統において重要な課題である。また，事故時のインバータの動作について，貴重な知見を得ることができた。

This study aims to provide a proper protection method for small-scale power systems including future power distribution systems, multi-site synchronous measurement systems, and system status assurance. In 2022, we will conduct a review of the structure of the protection system in case of a three-phase short-circuit accident when the power system is connected to most of the power supply units. The load and high frequency wave caused by ground fault current are discussed in detail. The current distribution system has a dendritic structure, and the fault detection and interruption of the power distribution station are carried out. The solar power generation system can be regenerated, the power supply system can be suppressed, and the battery system can be introduced into the system. In the case of large power generation, the power supply system can be protected, and the appropriate operation can be performed. In 2022, most of the power supply systems in the power distribution system were connected to each other. As a result, the overcurrent suppression function of the power distribution system was reduced, and the impact of the protection system of the power distribution system was reduced. In addition, the decentralized power generation system needs to supply fault current in case of system accident, and the protection system of the power distribution station needs to be coordinated with the protection system of the power distribution station. The protection mode is checked and the direction of short-circuit current is determined. The direction of overcurrent is determined and the effectiveness is confirmed. The construction of protection system for power distribution system with large number of connections is an important problem in future power distribution system. When the accident occurred, the action was taken, and the valuable knowledge was obtained.