MATLAB柔性直流配电网仿真与纵联保护实现

MATLAB柔性直流配电网仿真与纵联保护实现摘要柔性直流配电网因具备高效接纳分布式能源、供电容量大、电能质量高等优势，成为当前电力系统研究热点。然而直流故障电流上升快、峰值高，对保护系统的速动性和选择性提出了严峻挑战。本文基于MATLAB/Simulink平台，构建了±10kV两端柔性直流配电网仿真模型，详细设计了换流器主电路参数与双闭环控制系统。在此基础上，实现了一种基于高频功率相关性的纵联保护方法，包括故障启动判据、故障识别判据和选极判据，并通过仿真验证了保护方案在金属性接地和高阻接地故障下的性能。全文提供完整的模型搭建步骤与MATLAB代码实现 。关键词：柔性直流配电网；电压源换流器；MATLAB/Simulink；纵联保护；高频功率相关性1 引言1.1 柔性直流配电网发展背景随着光伏、风电等分布式能源的大规模接入以及直流负荷（电动汽车充电桩、数据中心、LED照明等）的普及，传统交流配电网在电能变换效率、供电容量和控制灵活性方面面临瓶颈。直流配电网无需多次交直流变换，可降低损耗15%~20%，且不存在无功潮流和频率同步问题，成为未来智能配电网的重要发展方向。电压源换流器（Voltage Source Converter, VSC）技术的发展为柔性直流配电网提供了核心支撑。基于IGBT的VSC不仅能够独立调节有功和无功功率，还可实现功率双向流动，适用于多电源接入和多落点供电的场景。