多端柔性直流配电系统暂态电流及限流方法研究

发布时间：2020-04-13 17:34

【摘要】：直流配电系统因具有电能质量高、运行方式灵活和便于分布式能源接入等优点,逐渐成为国内外的研究热点。目前,国内外针对直流配电系统的研究尚处于初步研究阶段,还存在诸多科学技术问题有待解决,其中过电压和过电流是威胁系统一次设备安全的重要因素之一。对于多端柔性直流配电系统来说,其拓扑结构、运行方式以及控制保护策略的多样化直接导致了故障类型更加丰富,且故障电流的产生机理、传播途径和影响因素也更加复杂。因此有必要对多端柔性直流系统的暂态电流和限流方法展开深入研究。本文主要针对多端柔性直流配电系统直流断路器故障电流产生原因及限流方法,限流方案对过电压和绝缘配合的影响,以及系统关键设备暂态电流水平开展了理论和仿真研究。首先,本文基于系统拓扑结构及关键设备参数,分析了关键设备建模方法,并基于PSCAD/EMTDC建立了多端柔性直流配电系统电磁暂态仿真模型,开展了系统稳态运行特性仿真分析。然后,基于系统拓扑结构和控制保护策略,理论分析了系统各类典型极间短路故障时动作直流断路器故障电流的产生机理和影响因素,结合系统保护策略和直流断路器开断能力提出了限流方法及设计原则,提出了两种具体限流方案并校验了其可靠性。此外,分析提出了系统采用两种限流方案下的过电压保护方案,并仿真研究了两种限流方案下关键位置过电压差异及影响因素,提出了限流方案对系统各关键位置过电压及设备绝缘水平的影响。最后,研究了配置与未配置避雷器时暂态电流的差异及产生原因,提出了避雷器对系统暂态电流的影响。在系统配置避雷器情况下开展了典型故障暂态电流仿真分析,提出了系统关键位置暂态电流工程设计要求值。本文研究综合考虑了过电压、过电流及其防护间的相互影响,结果可为多端柔性直流配电系统暂态电流及其防护研究提供参考。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM721.1

【参考文献】