柔性直流配电网建模与直流线路故障隔离测距

发布时间：2017-10-28 21:03

  本文关键词：柔性直流配电网建模与直流线路故障隔离测距

  更多相关文章： 多端柔性直流配电网 直流线路短路故障 故障隔离 故障测距

【摘要】：多端柔性直流配电网(Multi-terminal DC distributed network based on MMC,MMC-MTDC)因其损耗小、电能输送容量大,便于分布式电源及储能直接接入,被认为是未来配电网的重要发展方向。目前配电网直流断路器已基本成为可能,配合直流断路器技术,可实现直流配电网快速隔离。本文采用理论推导、模型构建和仿真验证的方法,在多端柔性直流配电网运行原理基础上,以直流线路故障特性分析、直流线路短路故障的隔离与测距方法为核心展开研究。首先,对比多端系统与两端系统、直流输电与直流配电间的差异,以及多端柔性直流配电网串联、并联两种接线方式。为了保护故障状态下换流器中电力电子设备,提出了一种增加故障限流模块的MMC结构。对直流配电网的控制保护进行分层分区,研究系统换流站的保护分区及换流站间的协调控制策略。然后,为了提出有效的直流侧短路故障隔离策略,本文分析了直流线路的两种短路故障以及交流线路的三种短路故障的故障特征,并借鉴实际工程项目相关参数在RTDS/RSCAD中搭建了四端柔性直流配电网仿真模型,对上述故障类型分别进行仿真分析。最后,针对多端系统发生直流短路故障,系统故障保护判据失去选择性的情况,提出了一种双端方向信息故障线路识别方法,并仿真验证其隔离过程的可靠性。在双端方向信息基础上提出了一种基于单端方向信息、分阶段跳开直流断路器的方法实现故障隔离。该方法可快速清除故障,且充分利用第一阶段到第二阶段的闭锁状态为MMC子模块电容C充电,有利于后期非故障部分的快速恢复。设计了故障测距模块,并基于快速傅里叶变换以及数值拟合方法对放电电流进行参数识别,从而实现故障测距。采用的双端非同步放电避免了线路电感分布不均、故障点过渡电阻的不同对测距精度的影响,并分析了过渡电阻、故障位置等变量对测距精度的影响。
【关键词】：多端柔性直流配电网 直流线路短路故障 故障隔离 故障测距
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM721.1;TM743
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 课题背景10-11
• 1.2 研究意义11-12
• 1.3 国内外研究现状12-15
• 1.4 论文主要工作及章节安排15-16
• 第二章 多端柔性直流配电网运行原理16-32
• 2.1 多端柔性直流配电网工作原理16-18
• 2.1.1 多端系统连接方式16-17
• 2.1.2 潮流转换原理17-18
• 2.2 模块化多电平换流器18-23
• 2.2.1 工作原理18-20
• 2.2.2 拓扑结构20-23
• 2.3 直流断路器工作原理23-25
• 2.4 系统保护分区与协调控制策略25-31
• 2.4.1 换流器保护分区25-27
• 2.4.2 系统级协调控制27-31
• 2.5 本章小结31-32
• 第三章 RTDS建模与直流线路故障特性分析32-54
• 3.1 RTDS/RSCAD模型搭建与仿真验证32-40
• 3.1.1 仿真平台与系统参数32-33
• 3.1.2 相关模块及其控制模块33-37
• 3.1.3 仿真模型验证37-40
• 3.2 单极接地故障分析与仿真40-45
• 3.2.1 MMC接地方式对故障机制的影响40-41
• 3.2.2 故障放电过程分析41-42
• 3.2.3 RTDS/RSCAD仿真42-45
• 3.3 双极短路故障分析与仿真45-49
• 3.3.1 故障放电过程分析45-47
• 3.3.2 RTDS/RSCAD仿真47-49
• 3.4 换流器交流侧故障对直流线路的影响49-52
• 3.4.1 交流侧故障特性分析49-52
• 3.4.2 交流侧故障判据52
• 3.5 本章小结52-54
• 第四章 直流线路短路故障识别与隔离54-67
• 4.1 故障类型判据54-55
• 4.1.1 单级接地故障判据54
• 4.1.2 故障极判据54-55
• 4.1.3 双极短路故障判据55
• 4.2 基于方向信息的故障线路识别55-60
• 4.2.1 双端信息故障线路判别56-57
• 4.2.2 单端信息故障线路判别57-60
• 4.3 故障隔离过程分析60-66
• 4.3.1 双端信息隔离过程60-64
• 4.3.2 单端信息隔离过程64-66
• 4.4 本章小结66-67
• 第五章 直流线路短路故障测距67-77
• 5.1 故障测距模块设计67-71
• 5.1.1 单级接地故障测距模块67-69
• 5.1.2 改进的故障测距模块69-71
• 5.2 模块参数与放电电流参数71-74
• 5.2.1 模块参数确定71-72
• 5.2.2 放电电流参数识别72-74
• 5.3 故障测距精度分析74-76
• 5.4 本章小结76-77
• 结论与展望77-79
• 1 结论77
• 2 展望77-79
• 参考文献79-84
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果84-85
• 致谢85-86
• 答辩委员会对论文的评定意见86

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 肖祥,毛为民;基于两端量线路故障测距新算法[J];电力自动化设备;2002年09期

2 吕娓,关维国,李光林,鲁宝春;基于模拟退火算法的10kV线路单相故障测距研究[J];辽宁工学院学报;2003年05期

3 黄飞腾;陈明军;郑慧;;故障测距中的差分傅氏滤波改进算法[J];电力系统保护与控制;2009年11期

4 李博;李烨;郭丽萍;;配电网故障测距综述[J];科协论坛(下半月);2010年02期

5 刘家军;闫泊;姚李孝;梁振锋;安源;;同杆平行双回线的故障测距综述[J];电网与清洁能源;2010年11期

6 康忠健;李丹丹;刘晓林;;配电网故障测距方法研究现状[J];电气应用;2010年22期

7 李化林;;影响220kV线路故障测距准确率因素的探讨[J];现代物业(上旬刊);2011年09期

8 白小奇;;输电线路阻抗法故障测距应用分析[J];电气开关;2012年04期

9 束洪春,徐贤敏,陈学允,许承斌;不接地三相电力网接地故障测距的新算法[J];铁道学报;1997年01期

10 高厚磊,潘贞存,杨喃喃,王慧;双端量故障测距初探[J];山东电力技术;1998年02期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 哈恒旭;王婧;谭雨珍;张志强;;基于微分算子逼近的单端故障测距新原理[A];中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十四届学术年会论文集（中册）[C];2008年

2 颜勇;田晓;哈恒旭;;基于单端量的故障测距新原理的探讨与研究[A];山东电机工程学会第五届供电专业学术交流会论文集[C];2008年

3 梁远升;王钢;李海锋;李文辉;黄佳;;基于相量滤波新算法的频域法故障测距[A];中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十四届学术年会论文集（中册）[C];2008年

4 吴春阳;;T系列电缆故障测距与定点仪，在电缆路径探测和低电阻故障定点中的应用[A];冀晋琼粤川鲁六省金属学会第十五届矿山学术交流会论文集[C];2008年

5 徐振;;行波原理在线路故障测距中的应用[A];华东六省一市电机（电力）工程学会输配电技术研讨会2005年年会论文集[C];2005年

6 楼书氢;程林;;基于小波变换的配电网行波法故障测距研究[A];中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十四届学术年会论文集（中册）[C];2008年

7 张炳达;瞿敏;陈伟乐;;软阈值消噪法在电缆故障测距中的应用[A];首届信息获取与处理学术会议论文集[C];2003年

8 代凤龙;邓本再;;基于小波分析的电力电缆故障测距[A];2008中国电力系统保护与控制学术研讨会论文集[C];2008年

9 郑永平;;电气化复线AT牵引网故障测距的神经网络方法探讨[A];1999年中国神经网络与信号处理学术会议论文集[C];1999年

10 郝艳妮;田宇;王茜;;基于行波自然频率的线路单端故障测距[A];中国智能电网学术研讨会论文集[C];2011年

中国重要报纸全文数据库 前3条

1 李子亭邋王雅青;在线故障测距技术获国家发明奖[N];淄博日报;2008年

2 于晓蓉;330千伏输电线路故障测距系统通过验收[N];中国电力报;2004年

3 本报记者 贺焕峰;河南奋战冰灾保供电[N];中国电力报;2005年

中国博士学位论文全文数据库 前6条

1 刘亚东;输电线路分布式故障测距理论与关键技术研究[D];上海交通大学;2012年

2 徐鹏;同塔四回输电线路故障分析与故障测距[D];华南理工大学;2010年

3 邢鲁华;高压直流输电线路保护与故障测距原理研究[D];山东大学;2014年

4 刘可真;特高压直流输电线路暂态保护和故障测距问题研究[D];哈尔滨工业大学;2013年

5 季涛;基于暂态行波的配电线路故障测距研究[D];山东大学;2006年

6 全玉生;高压架空输电线路故障测距新算法的研究[D];西安交通大学;1999年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 谢佳伟;特高压直流输电线路神经网络故障测距新方法研究[D];昆明理工大学;2015年

2 陆政君;不同电压等级输电线路故障分析及故障测距[D];上海交通大学;2015年

3 冯艳艳;基于非线性阻抗模型的含DG配电网故障测距研究[D];中国石油大学(华东);2014年

4 贾明泽;地铁牵引供电系统故障测距的研究[D];北京交通大学;2016年

5 尹春;电缆故障测距理论的仿真研究[D];安徽理工大学;2016年

6 黎云富;地铁直流牵引网故障测距[D];西南交通大学;2016年

7 刘梦丹;基于数学形态学的直流输电线路故障测距研究[D];燕山大学;2016年

8 余多;同塔双回直流输电线路雷击辨识分析与故障测距[D];昆明理工大学;2016年

9 赖江宇;基于线路沿线故障可能性评估的故障定位方法及其系统研发[D];华南理工大学;2016年

10 熊乐;柔性直流配电网建模与直流线路故障隔离测距[D];华南理工大学;2016年

，

本文编号：1109913