主动配电网继电保护研究

发布时间：2017-05-09 18:00

  本文关键词：主动配电网继电保护研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：对新能源开发利用力度的不断加大,促进了分布式发电技术的快速发展。但是传统被动式配电网对分布式电源的吸纳能力有限,为了提高电力装备的利用率和配电网对新能源的渗透率,发展主动配电网技术成了未来配电网的发展方向。主动配电网中分布式电源渗透率的提高和运行方式的复杂性可能引起保护拒动、误动或重合闸失败等问题,所以主动配电网的保护问题需要引起足够的重视,本文正是针对这一问题进行的研究。首先,从能源发展形势入手,指出了发展主动配电网的迫切性,由于主动配电网中含有较大比例的分布式电源,双向潮流的出现和主动管理方式的灵活性给主动配电网保护带来了难题,从6个方面归纳总结了主动配电网保护领域现有的研究成果,作为主动配电网的重要组成部分,介绍了分布式电源的分类、原理并简要介绍了主动配电网在国际上的示范性工程项目,展望了主动配电网的前景。其次分析了影响主动配电网保护的因素,包括分布式电源和储能设备、故障时分布式电源隔离策略、控制方式和主动管理方式,重点对分布式电源并网给主动配电网保护造成的影响做了分析,从数学角度分析了故障点的变化和分布式电源并网容量变化对主动配电网保护造成的影响。最后,鉴于现有的方向保护都要用到电压信号,而配电网又不能提供大量电压信号的现实问题,构造了一种基于故障电流正序分量及参考量相位比较的故障方向判据,依据该判据,保护可以快速准确地定位故障区段,并由此实现故障点上、下游保护有选择性地配合动作将故障切除。考虑到实际应用中系统误差的存在,通过引入泛化角而有效提高了故障方向判据的鲁棒性,使故障方向判据具有较高的选择性和灵敏性。该保护方案只需要提供故障后的电流信号,不需要电压信号和故障前的电流信号,可减少电压互感器的装设,且保护间的配合只需要传输闭锁信号和跳闸信号,可降低保护对通信系统的要求。最后基于MATLAB/SIMULINK建立了主动配电网的模型,通过对不同故障类型和不同过渡电阻、不同分布式电源渗透率情况下出现的故障的仿真,验证了该方案的有效性。
【关键词】：分布式电源 主动配电网 继电保护 故障分量 相位比较
【学位授予单位】：华东交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM727;TM77
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 绪论8-17
• 1.1 研究背景和意义8-9
• 1.2 课题的国内外研究现状9-15
• 1.3 本文的主要工作15-17
• 第二章 主动配电网概述17-23
• 2.1 主动配电网概念及其组成17-18
• 2.2 分布式发电简述18-20
• 2.2.1 光伏发电18-19
• 2.2.2 风力发电19
• 2.2.3 其它典型分布式电源19-20
• 2.3 主动配电网技术研究现状20-22
• 2.4 本章小结22-23
• 第三章 影响主动配电网保护的因素分析23-35
• 3.1 对主动配电网保护的要求23
• 3.2 分布式电源和储能设备对主动配电网保护的影响23-32
• 3.2.1 故障点位置的变化对主动配电网保护的影响24-28
• 3.2.2 分布式电源容量对主动配电网保护的影响28-32
• 3.3 故障时不同隔离策略对主动配电网保护的影响32
• 3.4 不同控制方式对主动配电网保护的影响32-33
• 3.5 不同运行方式对主动配电网保护的影响33
• 3.6 主动管理方式对主动配电网保护的影响33-34
• 3.7 本章小结34-35
• 第四章 主动配电网保护方案设计35-50
• 4.1 常规基于电压信息的故障方向判别方法35-38
• 4.1.1 90°功率方向元件35-36
• 4.1.2 零序功率方向元件36
• 4.1.3 工频变化量方向元件36
• 4.1.4 阻抗方向元件36-37
• 4.1.5 功率方向元件37-38
• 4.2 基于电流相位比较的故障方向判据38-43
• 4.2.1 正向潮流下出现故障39-43
• 4.2.2 反向潮流情况下出现故障43
• 4.3 基于故障电流正序分量相位比较的判据43-45
• 4.4 与保护相关的问题45-49
• 4.4.1 故障条件的判断45-46
• 4.4.2 正序分量的合成方法46-47
• 4.4.3 保护配合方法47-48
• 4.4.4 相角及相角差的取值范围48
• 4.4.5 保护方案的适用范围48
• 4.4.6 保护的选择性和灵敏性分析48-49
• 4.5 本章小节49-50
• 第五章 保护方案应用仿真与效果分析50-65
• 5.1 仿真模型50-52
• 5.2 故障类型对保护方案的影响52-57
• 5.2.1 BC线路中点出现三相故障52-53
• 5.2.2 BC线路中间出现两相故障53-55
• 5.2.3 BC线路中点出现单相故障55-57
• 5.3 过渡电阻对保护方案的影响57-58
• 5.4 分布式电源渗透率对保护方案的影响58-64
• 5.4.1 渗透率为 20%时三相故障情况59
• 5.4.2 渗透率为 20%时两相故障情况59-61
• 5.4.3 渗透率为 20%时单相故障情况61-63
• 5.4.4 渗透率为 40%时出现故障情况63-64
• 5.5 本章小结64-65
• 第六章 总结和展望65-67
• 6.1 总结65
• 6.2 展望65-67
• 参考文献67-72
• 个人简历 在读期间发表的学术论文72-73
• 致谢73

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