含逆变型分布式电源电网短路电流计算方法研究

发布时间：2017-10-30 14:05

  本文关键词：含逆变型分布式电源电网短路电流计算方法研究

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【摘要】：分布式发电(distributed generator,DG)接入改变电网潮流和短路电流分布,其提供的短路电流将对保护和重合闸产生影响。随着新能源发电技术的不断发展,各种形式的分布式电源逐步接入电网,采用电力电子接口的逆变型分布式电源(inverter interfaced distributed generator,IIDG)以其快速灵活的控制性能,在分布式发电中广泛应用。这类DG按控制内环跟踪电量的不同,分为电流控制和电压控制。电网故障时IIDG注入短路电流主要取决于采用的控制策略,而传统短路计算模型未考虑IIDG不脱网运行控制,造成含IIDG电网短路计算存在较大误差。为此,本文在深入分析电流及电压控制IIDG短路故障特性的基础上,建立了计及不脱网运行特性的IIDG短路计算序分量模型,并基于对称分量法提出含多IIDGs电网短路电流迭代算法。论文主要内容如下:(1)根据不对称故障下电流控制IIDG不脱网运行要求,建立了含多电流控制IIDGs电网短路计算序分量模型。考虑并网运行时变流器安全运行约束,推导电流控制IIDG指令电流计算式;结合故障中IIDG序电流控制和无功功率支撑,建立了电流控制IIDG短路计算序分量电流源模型。在此基础上,比较了计及变流器容量约束前后和不同控制方式、不同接入容量时多IIDG短路电流和端电压响应,揭示IIDGs短路电流与电网及自身不脱网运行控制的关系,据此构建了多电流控制IIDGs电网短路电流解析计算模型。(2)针对电压控制IIDG,考虑其故障中的暂态变化过程,建立了电压控制IIDG短路计算模型。通过分析电压控制IIDG故障响应特性及不对称故障时IIDG三相平均功率与正负序网功率的关系,建立了计及IIDG对称控制的短路计算序分量模型。根据IIDG与配电网正负序网络的交互作用,推导了电压控制IIDG的故障电流变化规律,并总结出IIDG故障电流在暂态过程中的变化趋势,由此提出基于对称分量法的多电压控制IIDGs电网短路计算模型。(3)提出计及不脱网运行控制和时序的多IIDGs电网短路电流对称分量迭代算法,运用PSCAD/EMTDC软件仿真验证算法的有效性。根据风电、光伏接入电网技术规定,分析了不同故障类型及接入容量时IIDG不脱网运行时间对其注入电流大小的影响,提出了IIDG不脱网运行时序的确定方法;在分析IIDGs短路电流与端电压和不脱网运行时间关系的基础上,结合前述IIDG短路计算模型及不对称配电网节点阻抗矩阵的求解方法,提出了计及不脱网运行时序和序电流控制的多IIDGs电网短路电流对称分量迭代算法。最后,结合PSCAD/EMTDC仿真软件,通过多台电压控制IIDG、电流控制IIDG分别及同时接入对称、不对称配电网算例,验证了本文所建模型及所提算法的正确性。
【关键词】：逆变型分布式电源 短路电流 不脱网运行 序分量模型 迭代算法
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM713
【目录】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-9
• 1 绪论9-23
• 1.1 课题研究背景和意义9-11
• 1.2 国内外研究现状11-20
• 1.2.1 逆变型分布式电源分类及并网技术现状11-15
• 1.2.2 逆变型分布式电源故障特性分析研究现状15-17
• 1.2.3 含逆变型分布式电源电网短路计算研究现状17-20
• 1.3 本文研究的主要工作20-23
• 2 电流控制逆变型分布式电源电网短路计算模型23-37
• 2.1 引言23
• 2.2 电流控制逆变型分布式电源短路计算序分量模型23-27
• 2.3 电流控制逆变型分布式电源电网不对称短路故障分析27-31
• 2.3.1 含负序电流注入的电网短路计算原理27-28
• 2.3.2 电流控制逆变型分布式电源短路故障特性28-31
• 2.4 基于对称分量法的多电流控制IIDG电网短路计算原理31-35
• 2.4.1 分布式电源短路电流与电网耦合关系31-32
• 2.4.2 分布式电源短路电流及端电压序分量计算32-34
• 2.4.3 含多电流控制IIDG电网短路电流计算步骤34-35
• 2.5 本章小结35-37
• 3 电压控制逆变型分布式电源电网短路计算模型37-47
• 3.1 引言37
• 3.2 电压控制逆变型分布式电源短路计算模型及故障特性分析37-42
• 3.2.1 电压控制逆变型分布式电源短路计算序分量模型37-39
• 3.2.2 电压控制逆变型分布式电源稳态运行点求解39-40
• 3.2.3 电压控制逆变型分布式电源短路故障特性40-42
• 3.3 基于对称分量法的多电压控制IIDG电网短路计算原理42-46
• 3.3.1 分布式电源短路电流序分量初始值计算42-44
• 3.3.2 分布式电源短路电流及内电势序分量计算44-45
• 3.3.3 含多电压控制IIDG电网短路电流计算步骤45-46
• 3.4 本章小结46-47
• 4 计及不脱网运行时序的多IIDG电网短路电流迭代计算47-65
• 4.1 引言47
• 4.2 多逆变型分布式电源不脱网运行时序确定47-50
• 4.2.1 不脱网运行时序对IIDG短路电流的影响47-49
• 4.2.2 逆变型分布式电源不脱网运行时序确定49-50
• 4.3 不对称配电网等值建模及其短路电流迭代计算50-53
• 4.4 算例分析53-64
• 4.4.1 多电压控制IIDG接入平衡配电网算例53-56
• 4.4.2 多电流控制IIDG接入平衡配电网算例56-59
• 4.4.3 多IIDG接入不对称配电网算例59-64
• 4.5 本章小结64-65
• 5 结论与展望65-67
• 5.1 主要结论65-66
• 5.2 后续研究工作的展望66-67
• 致谢67-69
• 参考文献69-75
• 附录75
• A 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录75
• B 作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 贺伟明;贺铁光;李明;秦传明;包依平;;小型分布式光伏电源大规模并网技术的研究与应用[J];自动化应用;2015年12期

2 郭文明;牟龙华;;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[J];中国电机工程学报;2015年24期

3 陈晓龙;李永丽;谭会征;赵曼勇;文安;刘年;;含逆变型分布式电源的配电网自适应正序电流速断保护[J];电力系统自动化;2015年09期

4 任丽苗;张红生;徐金阳;;分布式电源对传统配网保护影响分析及改进策略综述[J];自动化与仪器仪表;2014年12期

5 李斌;张慧颖;段志田;林蒙;;逆变型电源控制策略对其故障暂态的影响分析[J];电力系统及其自动化学报;2014年12期

6 曾德辉;潘国清;王钢;朱革兰;蔡颖倩;;含V/f控制DG的微电网故障分析方法[J];中国电机工程学报;2014年16期

7 潘国清;曾德辉;王钢;朱革兰;李海锋;;含PQ控制逆变型分布式电源的配电网故障分析方法[J];中国电机工程学报;2014年04期

8 王强钢;周念成;颜伟;楼晓轩;;电网电压不平衡下光伏发电系统的改进功率控制[J];中国电机工程学报;2013年S1期

9 周念成;叶玲;王强钢;谢开贵;;含负序电流注入的逆变型分布式电源电网不对称短路计算[J];中国电机工程学报;2013年36期

10 赵拥华;方永毅;王娜;李信;焦彦军;;逆变型分布式电源接入配电网对馈线自动化的影响研究[J];电力系统保护与控制;2013年24期

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1 王强钢;分布式发电接入电网故障穿越控制及短路电流计算方法[D];重庆大学;2015年

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本文编号：1117906