含分布式光伏发电的配电网故障分析和保护的研究

发布时间：2017-09-28 20:11

  本文关键词：含分布式光伏发电的配电网故障分析和保护的研究

  更多相关文章： 分布式光伏 配电网 限流保护 故障特性 继电保护

【摘要】：近年来,随着新能源产业的蓬勃发展和国家鼓励政策的支持,我国光伏发电装机容量逐年攀升,预计至2020年,我国分布式光伏装机容量将达到60GW。伴随着装机容量的大幅增长,大量分布式光伏的接入改变了传统无源配电网的网络结构和潮流分布,使配电网故障特性发生变化,传统配置的继电保护无法适应分布式光伏电源的接入,可能引起保护误动、拒动等问题,对电网的安全稳定运行造成不利影响。本文从理论上分析了传统无源配电网继电保护受到的影响,加以仿真验证,并此基础上对原有保护方案进行提出改进措施,使配电网更适于分布式光伏的接入。首先,本文针对PQ控制策略下的分布式光伏发电系统进行建模,考虑并网逆变器限流保护行为,分析电网当发生故障时,分布式光伏电源的外部故障特性,并与传统同步发电机对比。其次,以公式推导的方式,从理论上分析分布式光伏电源接入位置、容量对电流保护及其与自动重合闸配合问题的影响。再加以仿真验证：建立分布式光伏接入某10kV配电网模型,对不同位置处的故障进行仿真分析,结合得出的故障电流数据和DG接入前的整定计算结果,作图将结果量化,直观定量分析DG接入对原有三段式电流保护的可靠性、灵敏性、选择性等方面的影响。最后,针对分布式光伏电源逆变型并网方式,提出考虑DG自身限流保护的电流保护整定改进方法,适度缩小保护范围、降低灵敏度,从而避免保护范围过度延伸引起误动,使DG下游保护具备自动适应DG接入容量变化的能力。为了验证该方法是否能有效减低下游保护受到的不利影响,针对具体算例,计算自适应改进整定值,运行仿真,对比改进整定值和仿真结果,验证保护性能是否提高,从而得出结论整定方法改进具有自适应性优越性。
【关键词】：分布式光伏 配电网 限流保护 故障特性 继电保护
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM615;TM711
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 绪论11-27
• 1.1 课题研究背景及意义11-14
• 1.2 传统配电网保护配置现状14-20
• 1.2.1 传统配电网的结构特点14-15
• 1.2.2 传统无源配电网的保护配置15-20
• 1.3 含分布式光伏的配电网保护研究现状20-25
• 1.3.1 故障发生立即切除DG20-21
• 1.3.2 限制分布式电源的接入容量和接入位置21-22
• 1.3.3 限制分布式电源提供的故障电流22-23
• 1.3.4 改进传统电流保护方案23
• 1.3.5 自适应保护方案23-24
• 1.3.6 基于通信技术的新型保护方案24-25
• 1.4 本文主要工作及章节安排25-27
• 2 配电网故障时分布式光伏电源的外部故障特性分析27-49
• 2.1 分布式光伏发电系统建模27-35
• 2.1.1 分布式光伏发电系统并网结构模型28-30
• 2.1.2 分布式光伏发电并网系统的PQ控制策略30-34
• 2.1.3 限流环节34
• 2.1.4 建立分布式光伏电源模型34-35
• 2.2 分布式光伏电源与同步发电机的故障特性比较分析35-42
• 2.2.1 同步发电机接口分布式电源的故障特性分析35-38
• 2.2.2 分布式光伏电源的故障特性理论分析38-42
• 2.3 分布式光伏电源故障特性仿真分析42-47
• 2.4 本章小结47-49
• 3 分布式光伏接入对配电网保护及重合闸影响的分析49-71
• 3.1 分布式光伏接入对配电网保护影响的理论分析49-56
• 3.1.2 接入不同容量对保护的影响55
• 3.1.3 接入位置不同对保护的影响55-56
• 3.2 分布式光伏接入对保护与重合闸配合问题的影响56-58
• 3.2.1 自动重合闸与保护配合方式56
• 3.2.2 DG对所在馈线重合闸的影响56-57
• 3.2.3 DG对相邻馈线重合闸的影响57-58
• 3.3 算例仿真验证58-70
• 3.3.1 不含DG配电网的建模仿真与保护整定58-62
• 3.3.2 DG对下游保护的影响62-66
• 3.3.3 DG对上游保护的影响66-68
• 3.3.4 DG对相邻馈线故障的影响68-69
• 3.3.5 DG对灵敏度的影响69-70
• 3.4 本章小结70-71
• 4 含分布式光伏配电网保护改进方案71-81
• 4.1 配电网保护总体改进方案71-72
• 4.2 考虑分布式光伏控制策略的自适应整定改进方案72-76
• 4.2.1 电流保护Ⅰ段整定方法改进72-74
• 4.2.2 电流保护Ⅱ段整定方法改进74-75
• 4.2.3 电流保护Ⅲ段整定方法改进75
• 4.2.4 仿真验证75-76
• 4.3 针对光伏出力变化的自适应整定方案76-79
• 4.4 本章小结79-81
• 5 结论81-83
• 5.1 总结81
• 5.2 展望81-83
• 参考文献83-87
• 作者简历87-91
• 学位论文数据集91

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本文编号：937806