有源配电网馈线保护与故障自愈技术研究
发布时间：2021-01-30 21:44
分布式电源就地接入馈线提高了配电网供电可靠性,增加了可再生能源的消纳,也改变了传统配电网的网络结构,使其由单端电源辐射状供电的无源网络变为多电源多端供电的有源网络。有源配电网的运行方式、潮流分布以及短路电流特征等均发生改变,传统配电网中的三段式电流保护以及故障恢复方案面临挑战。另外,根据并网方式的差异,分布式电源可分为电机类与逆变类,二者的故障响应、短路电流特征存在较大差异,进一步增加了有源配电网馈线保护的难度。对此,本文以含多类型分布式电源的有源配电网馈线保护与故障自愈为对象开展研究,论文的主要工作与取得的研究成果如下:（1）分析了分布式电源接入对馈线保护的影响,讨论了正序电流故障分量在有源配电网馈线保护中的适用性,并进一步分析了电机类分布式电源和逆变类分布式电源的故障特征,为研究适用于含多类型分布式电源的有源配电网馈线保护奠定了理论基础。（2）提出了一种基于正序电流故障分量的有源配电网纵联保护原理。该原理利用馈线两侧正序电流故障分量幅值比构造保护的动作量,利用两侧正序电流故障分量相位差构造制动量,具有较高的灵敏度与耐受过渡电阻能力,且对含有不同类型分布式电源的配电网均可适用。该保护...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１有源配电网示意图??
山东大学硕士学位论文??２．２馈线正序电流故障分置特征分析??配电网中主要采用三相重合闸，无需故障选相，利用正序分量即可反映所有??类型的故障。而且与基于全相电流信息的纵联保护相比，采用正序电流可减小三??分之二的通信量，在通信条件相对较差的配电网中具有一定优势。故障分量仅在??故障后出现，具有不受负荷影响、灵敏度高、抗过渡电阻能力强等优点被广??泛应用于电力系统继电保护中。??以图２－４所示的简单有源配电网为例分析，图中Ｓ表示系统电源，ＤＧ表示??分布式电源。故障点／位于馈线ＭＮ内，Ｊ为故障位置参数，其值为故障点距母??线Ｍ的距离与馈线ＭＮ总长度的比值。由于电机类ＤＧ和逆变类ＤＧ故障电流??特征存在较大差异，因此本节按照接入ＤＧ的类型，分两种情况分析馈线正序电??流故障分量特征。??Ｍ?ｆＬ?Ｎ?Ｌｏａｄ????＾?？??Ｕ?－?ｈ??ｄ?ＤＣ?（＾）??图２－４简单有源配电网示意图??２．２．１含电机类ＤＧ的馈线正序电流故障分量特征??故障发生后，系统调压、调频过程受时间常数约束，因此在短时间内可将配??网系统视为线性系统［６３］。对于利用故障后１￣２个周波内信息的保护，可由叠加定??理将其故障后的正序复合序网分为故障前序网与故障附加序网，含电机类ＤＧ的??配电网馈线故障附加序网如图２－５所示。??Ｚｍ?Ｍ?（Ｕｍｎ?ｆ?（ｌｗ／）．Ｚｍｎ?Ｎ?Ｚｎ??－￡＝□￣｜——［＝］——Ｉ?□——｜￣（ＺＺ１—??？Ａ??图２－Ｓ含电机类ＤＧ的配电网馈线故障附加序网??图中，Ｚｍ为母线Ｍ左侧的正序等值阻抗，包括系统电源Ｓ、变压器以及Ｓ到母??线Ｍ之间的线路阻抗；Ｚ？为母线Ｎ右侧的正序等值阻抗，是ＤＧ
山东大学硕士学位论文??２．２馈线正序电流故障分置特征分析??配电网中主要采用三相重合闸，无需故障选相，利用正序分量即可反映所有??类型的故障。而且与基于全相电流信息的纵联保护相比，采用正序电流可减小三??分之二的通信量，在通信条件相对较差的配电网中具有一定优势。故障分量仅在??故障后出现，具有不受负荷影响、灵敏度高、抗过渡电阻能力强等优点被广??泛应用于电力系统继电保护中。??以图２－４所示的简单有源配电网为例分析，图中Ｓ表示系统电源，ＤＧ表示??分布式电源。故障点／位于馈线ＭＮ内，Ｊ为故障位置参数，其值为故障点距母??线Ｍ的距离与馈线ＭＮ总长度的比值。由于电机类ＤＧ和逆变类ＤＧ故障电流??特征存在较大差异，因此本节按照接入ＤＧ的类型，分两种情况分析馈线正序电??流故障分量特征。??Ｍ?ｆＬ?Ｎ?Ｌｏａｄ????＾?？??Ｕ?－?ｈ??ｄ?ＤＣ?（＾）??图２－４简单有源配电网示意图??２．２．１含电机类ＤＧ的馈线正序电流故障分量特征??故障发生后，系统调压、调频过程受时间常数约束，因此在短时间内可将配??网系统视为线性系统［６３］。对于利用故障后１￣２个周波内信息的保护，可由叠加定??理将其故障后的正序复合序网分为故障前序网与故障附加序网，含电机类ＤＧ的??配电网馈线故障附加序网如图２－５所示。??Ｚｍ?Ｍ?（Ｕｍｎ?ｆ?（ｌｗ／）．Ｚｍｎ?Ｎ?Ｚｎ??－￡＝□￣｜——［＝］——Ｉ?□——｜￣（ＺＺ１—??？Ａ??图２－Ｓ含电机类ＤＧ的配电网馈线故障附加序网??图中，Ｚｍ为母线Ｍ左侧的正序等值阻抗，包括系统电源Ｓ、变压器以及Ｓ到母??线Ｍ之间的线路阻抗；Ｚ？为母线Ｎ右侧的正序等值阻抗，是ＤＧ
【参考文献】：
期刊论文
[1]有源配电网含不可测分支线路新型电流幅值差动保护判据[J]. 张雪松,马啸,章雷其,王子璇,林湘宁,李正天. 电力自动化设备. 2020(02)
[2]中国“十四五”新能源发展研判及需要关注的问题[J]. 黄碧斌,张运洲,王彩霞. 中国电力. 2020(01)
[3]基于故障分量的主动配电网纵联保护原理[J]. 赵凤贤,孟镇,李永勤,刘长顺. 高电压技术. 2019(10)
[4]配电网接地故障保护若干问题的探讨[J]. 徐丙垠,薛永端,冯光,王超. 电力系统自动化. 2019(20)
[5]含分布式电源的馈线电流序分量比较式保护[J]. 杨晶晶,林凡勤,周成瀚,邹贵彬,李颖超,乔珊. 电力系统保护与控制. 2019(15)
[6]有源配电网分布式故障自愈方案与实现[J]. 吴悦华,高厚磊,徐彬,康耕强,武志刚,王宁. 电力系统自动化. 2019(09)
[7]适配高渗透率DG接入配电网的幅值比较式保护[J]. 马帅,武志刚,高厚磊,徐彬. 电力系统保护与控制. 2019(04)
[8]基于智能配电终端的分布式供电恢复方法[J]. 丛伟,盛亚如,咸国富,程云祥,尹丰钊,张丽强. 电力系统自动化. 2018(15)
[9]基于故障稳态分量的含DG配电网自适应方向电流保护方案[J]. 马静,刘静. 电力自动化设备. 2018(01)
[10]含逆变型分布式电源配电网的新型纵联保护方案[J]. 韩博文,王钢,李海锋,曾德辉. 高电压技术. 2017(10)
博士论文
[1]有源配电网电流差动保护原理与实现技术研究[D]. 李娟.山东大学 2016
硕士论文
[1]有源配电网馈线故障区段定位方法与实现技术[D]. 李颖超.山东大学 2018
[2]微电网新型保护控制方案与实现技术[D]. 徐萌.山东大学 2017
本文编号：3009638
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１有源配电网示意图??
山东大学硕士学位论文??２．２馈线正序电流故障分置特征分析??配电网中主要采用三相重合闸，无需故障选相，利用正序分量即可反映所有??类型的故障。而且与基于全相电流信息的纵联保护相比，采用正序电流可减小三??分之二的通信量，在通信条件相对较差的配电网中具有一定优势。故障分量仅在??故障后出现，具有不受负荷影响、灵敏度高、抗过渡电阻能力强等优点被广??泛应用于电力系统继电保护中。??以图２－４所示的简单有源配电网为例分析，图中Ｓ表示系统电源，ＤＧ表示??分布式电源。故障点／位于馈线ＭＮ内，Ｊ为故障位置参数，其值为故障点距母??线Ｍ的距离与馈线ＭＮ总长度的比值。由于电机类ＤＧ和逆变类ＤＧ故障电流??特征存在较大差异，因此本节按照接入ＤＧ的类型，分两种情况分析馈线正序电??流故障分量特征。??Ｍ?ｆＬ?Ｎ?Ｌｏａｄ????＾?？??Ｕ?－?ｈ??ｄ?ＤＣ?（＾）??图２－４简单有源配电网示意图??２．２．１含电机类ＤＧ的馈线正序电流故障分量特征??故障发生后，系统调压、调频过程受时间常数约束，因此在短时间内可将配??网系统视为线性系统［６３］。对于利用故障后１￣２个周波内信息的保护，可由叠加定??理将其故障后的正序复合序网分为故障前序网与故障附加序网，含电机类ＤＧ的??配电网馈线故障附加序网如图２－５所示。??Ｚｍ?Ｍ?（Ｕｍｎ?ｆ?（ｌｗ／）．Ｚｍｎ?Ｎ?Ｚｎ??－￡＝□￣｜——［＝］——Ｉ?□——｜￣（ＺＺ１—??？Ａ??图２－Ｓ含电机类ＤＧ的配电网馈线故障附加序网??图中，Ｚｍ为母线Ｍ左侧的正序等值阻抗，包括系统电源Ｓ、变压器以及Ｓ到母??线Ｍ之间的线路阻抗；Ｚ？为母线Ｎ右侧的正序等值阻抗，是ＤＧ
山东大学硕士学位论文??２．２馈线正序电流故障分置特征分析??配电网中主要采用三相重合闸，无需故障选相，利用正序分量即可反映所有??类型的故障。而且与基于全相电流信息的纵联保护相比，采用正序电流可减小三??分之二的通信量，在通信条件相对较差的配电网中具有一定优势。故障分量仅在??故障后出现，具有不受负荷影响、灵敏度高、抗过渡电阻能力强等优点被广??泛应用于电力系统继电保护中。??以图２－４所示的简单有源配电网为例分析，图中Ｓ表示系统电源，ＤＧ表示??分布式电源。故障点／位于馈线ＭＮ内，Ｊ为故障位置参数，其值为故障点距母??线Ｍ的距离与馈线ＭＮ总长度的比值。由于电机类ＤＧ和逆变类ＤＧ故障电流??特征存在较大差异，因此本节按照接入ＤＧ的类型，分两种情况分析馈线正序电??流故障分量特征。??Ｍ?ｆＬ?Ｎ?Ｌｏａｄ????＾?？??Ｕ?－?ｈ??ｄ?ＤＣ?（＾）??图２－４简单有源配电网示意图??２．２．１含电机类ＤＧ的馈线正序电流故障分量特征??故障发生后，系统调压、调频过程受时间常数约束，因此在短时间内可将配??网系统视为线性系统［６３］。对于利用故障后１￣２个周波内信息的保护，可由叠加定??理将其故障后的正序复合序网分为故障前序网与故障附加序网，含电机类ＤＧ的??配电网馈线故障附加序网如图２－５所示。??Ｚｍ?Ｍ?（Ｕｍｎ?ｆ?（ｌｗ／）．Ｚｍｎ?Ｎ?Ｚｎ??－￡＝□￣｜——［＝］——Ｉ?□——｜￣（ＺＺ１—??？Ａ??图２－Ｓ含电机类ＤＧ的配电网馈线故障附加序网??图中，Ｚｍ为母线Ｍ左侧的正序等值阻抗，包括系统电源Ｓ、变压器以及Ｓ到母??线Ｍ之间的线路阻抗；Ｚ？为母线Ｎ右侧的正序等值阻抗，是ＤＧ
【参考文献】：
期刊论文
[1]有源配电网含不可测分支线路新型电流幅值差动保护判据[J]. 张雪松,马啸,章雷其,王子璇,林湘宁,李正天. 电力自动化设备. 2020(02)
[2]中国“十四五”新能源发展研判及需要关注的问题[J]. 黄碧斌,张运洲,王彩霞. 中国电力. 2020(01)
[3]基于故障分量的主动配电网纵联保护原理[J]. 赵凤贤,孟镇,李永勤,刘长顺. 高电压技术. 2019(10)
[4]配电网接地故障保护若干问题的探讨[J]. 徐丙垠,薛永端,冯光,王超. 电力系统自动化. 2019(20)
[5]含分布式电源的馈线电流序分量比较式保护[J]. 杨晶晶,林凡勤,周成瀚,邹贵彬,李颖超,乔珊. 电力系统保护与控制. 2019(15)
[6]有源配电网分布式故障自愈方案与实现[J]. 吴悦华,高厚磊,徐彬,康耕强,武志刚,王宁. 电力系统自动化. 2019(09)
[7]适配高渗透率DG接入配电网的幅值比较式保护[J]. 马帅,武志刚,高厚磊,徐彬. 电力系统保护与控制. 2019(04)
[8]基于智能配电终端的分布式供电恢复方法[J]. 丛伟,盛亚如,咸国富,程云祥,尹丰钊,张丽强. 电力系统自动化. 2018(15)
[9]基于故障稳态分量的含DG配电网自适应方向电流保护方案[J]. 马静,刘静. 电力自动化设备. 2018(01)
[10]含逆变型分布式电源配电网的新型纵联保护方案[J]. 韩博文,王钢,李海锋,曾德辉. 高电压技术. 2017(10)
博士论文
[1]有源配电网电流差动保护原理与实现技术研究[D]. 李娟.山东大学 2016
硕士论文
[1]有源配电网馈线故障区段定位方法与实现技术[D]. 李颖超.山东大学 2018
[2]微电网新型保护控制方案与实现技术[D]. 徐萌.山东大学 2017
本文编号：3009638
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