含分布式电源的配电网新型保护方案研究

发布时间：2017-03-20 14:09

  本文关键词：含分布式电源的配电网新型保护方案研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：基于电网经济性与安全性的考虑,分布式电源(Distributed Generation, DG)通常直接接入中、低压配网。当前,我国传统的配电网多为单电源辐射型结构,系统中的电流单向分布,保护无需考虑方向性。分布式电源接入后,配电网变成了多电源系统,加之新能源类型的分布式电源具有一定的随机性,使得配电网在正常运行工况下可能出现双向不定潮流问题,传统的保护方法难以满足DG接入条件下配电网的安全稳定需求。因此,本文以高比例DG接入的配电网为应用背景,开展配电网保护新方案的研究,具体工作如下：首先介绍了传统配电网阶段式电流保护以及自动重合闸的基本原理,并针对DG不同接入位置、不同接入容量对故障电流的影响进行了理论分析与仿真验证,为后续新型保护方案的设计提供参考依据。此后,借鉴输电网广域保护的思想,并针对DG接入条件下配电网保护控制的实际困难与需求提出了一种基于区域故障信息的分布式保护方法,该方法依托智能配电网终端的相互协作完成故障的精确定位与快速隔离,很好地解决了含DG配电网的保护问题。紧接着,以智能配电网大数据为技术背景,提出了一种基于配电网大数据分析的集中式状态监测与故障处理方法,相对于传统的保护方法,该方法将多源故障特征量融合成一个综合特征量,从源头上提高了状态辨识的准确性与可靠性。此外,所提方法基于大数据分析结果进行辨识,避免了复杂的整定计算。最后,考虑到未来智能配电网的发展趋势以及保护需求,提出了一种分布与集中相结合的分层复合式保护方法,该方法将基于区域故障信息的分布式保护方法与基于大数据分析的集中式状态监测与故障处理方法进行有机结合,集中了分布式保护故障处理速度快以及集中式保护全局性好、容错性高的特点,极大地提高了故障处理的性能。本文围绕DG接入条件下配电网的保护控制问题展开了相关研究,提出了基于区域故障信息的分布式保护方法、基于大数据分析的集中式状态监测与故障处理方法以及分布与集中相结合的分层复合式保护方法三种不同类型的保护方法,并分别搭建了对应的静态模拟实验平台进行了模拟测试与功能验证。所做工作可为DG接入条件下配电网的保护控制提供参考,具有重要的现实意义。
【关键词】：DG 配电网保护 分布式保护 集中式保护 分层复合式保护
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM77
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 研究背景及研究意义11-13
• 1.2 国内外发展与研究现状13-15
• 1.2.1 分布式电源的国内外发展现状13-15
• 1.2.2 含分布式电源的配电网保护国内外研究现状15
• 1.3 论文主要工作与组织结构安排15-17
• 第2章 DG接入对配电网保护的影响17-33
• 2.1 传统配电网保护配置介绍17-20
• 2.1.1 三段式电流保护17-19
• 2.1.2 自动重合闸19-20
• 2.2 含分布式电源的配电网短路电流计算20-22
• 2.3 分布式电源接入位置对配电网电流保护的影响22-25
• 2.3.1 分布式电源接于变电站出口母线22
• 2.3.2 分布式电源接于故障线路相邻馈线22-23
• 2.3.3 分布式电源接于故障馈线23-25
• 2.4 分布式电源接入容量对配电网电流保护的影响25-27
• 2.5 分布式电源接入对配电网自动重合闸的影响27-28
• 2.5.1 分布式电源接入对前加速自动重合闸的影响27
• 2.5.2 分布式电源接入对后加速自动重合闸的影响27-28
• 2.6 DG接入对配电网传统保护的影响的仿真验证28-31
• 2.6.1 仿真模型28-29
• 2.6.2 DG不同接入位置时的仿真分析29-31
• 2.6.3 DG不同接入容量时的仿真分析31
• 2.7 本章小结31-33
• 第3章 基于区域故障信息的分布式保护方案研究33-48
• 3.1 基于区域故障信息的故障处理策略研究33-36
• 3.1.1 广域保护方法原理概述33-34
• 3.1.2 广域保护系统结构分析34-36
• 3.2 基于区域故障信息的分布式保护方案设计36-43
• 3.2.1 总体保护方案设计36
• 3.2.2 保护方案工作流程36-38
• 3.2.3 智能终端故障辨识算法38-41
• 3.2.4 智能终端工作模式41-43
• 3.3 保护方案静态模拟测试43-47
• 3.3.1 静态模拟实验平台的设计43-44
• 3.3.2 静态模拟测试44-47
• 3.4 本章小结47-48
• 第4章 基于大数据分析的状态监测与故障处理方法48-59
• 4.1 状态监测与故障处理策略与方案设计48-50
• 4.1.1 总体策略48
• 4.1.2 方案设计48-50
• 4.2 状态监测与故障处理算法设计50-51
• 4.2.1 数据预处理50-51
• 4.2.2 数据融合51
• 4.3 数据分析与可视化51-53
• 4.3.1 多维尺度降维51-52
• 4.3.2 离群点检测52-53
• 4.4 故障判定与故障处理53
• 4.4.1 故障启动判据53
• 4.4.2 故障处理判据53
• 4.5 保护方案静态模拟测试53-58
• 4.5.1 静态模拟实验平台的设计53-54
• 4.5.2 静态模拟测试54-58
• 4.6 本章小结58-59
• 第5章 分布与集中相结合的分层复合式保护方案研究59-65
• 5.1 分层复合式保护方案必要性分析59
• 5.2 分层复合式保护方案设计59-62
• 5.2.1 总体策略设计59-60
• 5.2.2 保护系统结构设计60-62
• 5.3 故障处理实例分析62-64
• 5.4 本章小结64-65
• 结论与展望65-67
• 参考文献67-71
• 致谢71-72
• 附录A 攻读硕士学位期间取得的研究成果72

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本文编号：257916