柔性直流配电系统故障检测及限流电抗器优化配置研究

发布时间：2021-02-23 00:48

　　随着电力电子技术的不断发展,基于全控型器件和脉宽调制（PWM）技术的柔性直流配电系统以其容量大、电能质量高、控制灵活、稳定性好、可有效消纳新能源等优势,成为当前研究热点。故障保护是基于电压源型换流器的直流配电系统的关键技术之一,柔性直流电力系统故障电流上升十分迅速,系统中电力电子器件过载能力小,需要在尽可能短的时间内有效识别故障并切除,如何在数毫秒内实现对直流故障的快速有效识别是一个难点。目前,常通过安装限流电抗器抑制故障电流的增长,防止电力电子器件因过流受到损害,缓解直流断路器压力,然而限流电抗器在带来诸多优势的同时,也会增加系统建设成本、降低系统响应速度,因此合理选择限流电抗器的参数十分重要。本文首先以串入固定大小直流线路限流电抗器的三端直流配电系统为基础,分析直流系统的故障特性,在此基础上提出基于线路电流二阶导数的直流配电系统直流线路故障快速识别方案,该方案能够实现故障侧、故障类型及故障线路极性的快速有效识别,进而实现对整条线路的保护,并基于MATLAB验证了所提故障快速故障识别方案的有效性。其次,利用牛拉法实现了多端柔性直流电网稳态潮流计算,得到稳定运行时直流电网节点电压和支路... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 柔性直流电网直流故障检测研究现状
        1.2.2 柔性直流电网中限流器优化配置研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第2章 基于线路电流的直流故障检测方案设计
    2.1 引言
    2.2 中压直流配电系统拓扑及故障特性分析
    2.3 故障检测判据设计
        2.3.1 故障触发判据
        2.3.2 故障侧判据
        2.3.3 故障类型判据
        2.3.4 故障线路极性判据
    2.4 故障检测相关阈值的整定
        2.4.1 故障识别阈值的整定
        2.4.2 故障侧识别阈值的整定
        2.4.3 故障类型识别阈值的整定
        2.4.4 故障线路极性识别阈值的整定
        2.4.5 故障检测流程图
    2.5 仿真验证
        2.5.1 故障检测方案可行性验证
        2.5.2 不同故障距离下方案可行性验证
        2.5.3 不同故障电阻下方案可行性验证
    2.6 本章小结
第3章 多端柔性直流电网潮流计算及故障机理分析
    3.1 引言
    3.2 VSC控制方式及节点分类
    3.3 多端柔性直流电网潮流计算
    3.4 多端柔性直流电网线路故障电流计算
        3.4.1 多端柔性直流电网网络分析
        3.4.2 故障前初始网络矩阵构建
        3.4.3 故障后网络矩阵更新
    3.5 算例分析
        3.5.1 潮流计算程序验证
        3.5.2 线路故障电流计算程序验证
    3.6 本章小结
第4章 柔性直流配电系统中限流电抗器优化配置研究
    4.1 引言
    4.2 多目标优化问题概述
    4.3 基本粒子群优化算法原理
    4.4 多目标粒子群优化算法
        4.4.1 全局最优解的选择
        4.4.2 个体最优解的选择
        4.4.3 外部档案的维护
        4.4.4 多目标粒子群算法流程
    4.5 限流电抗器优化配置数学模型
        4.5.1 优化目标函数
        4.5.2 约束条件
    4.6 模型求解
        4.6.1 最优折衷解的选取
        4.6.2 柔性直流配电系统中限流电抗器多目标优化配置流程
    4.7 算例分析
        4.7.1 算例1
        4.7.2 算例2
    4.8 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢



本文编号：3046781