含分布式电源的配网保护研究与方案设计

发布时间：2017-10-24 13:40

  本文关键词：含分布式电源的配网保护研究与方案设计

  更多相关文章： 分布式电源 保护方案 整定方式 方向纵联 邻线闭锁

【摘要】：为缓解能源短缺及环境负担等问题,提升电网抵抗重大灾害的抗压水平,目前,分布式电源(Distributed Generation, DG)在电网中的综合利用已逐步成为现代电网新的发展趋势。但随着并网DG的增多,配电网各种运行状态及故障水平均发生变动,传统配置的三段式电流保护无法适应分布式电源的接入,产生了许多问题。本文研究并分析了传统配电网继电保护受到的影响,对原有保护进行改进,设计并验证了更加灵活的继电保护方案配置,以求适应配电网中相应的分布式电源接入。首先,本文分析了于配网不同位置加入各容量DG后,电流保护所受的影响。在Matlab/Simulink软件中搭建配电网模型,接入双馈感应风机作为分布式电源进行仿真,通过对比DG接入前、后所得故障电流数据,作图直观观察,从理论与仿真结果两个方面实际分析原电流保护在可靠性、灵敏性、重合闸动作情况等方面受到DG的影响及程度。其次,针对直接并网的典型DG及通过逆变器并网的光伏DG两种分布式电源,分别提出对电流保护整定值的改进方式,使下游保护自动适应并网DG容量的变化,以适当缩小保护范围、降低灵敏度、避免误动。本文先是对两种DG建立了合理的等效模型,其中光伏模型考虑了其低压穿越控制策略,等效方法更符合实际。之后,分别采用引入短路衰减电抗、列写方程组、迭代计算等方式,提出了适合这两种DG的整定值改进方案,使得两种DG下游保护的整定值均随着DG容量而相应的提高。为了验证改进效果,在Matlab软件中分别搭建了两种电源的仿真模型,计算改进的自适应整定值,并运行并网仿真模型,对比改进计算数据与仿真结果、绘图分析,研究保护性能的提升效果及改进整定值的自适应性优势。最后,在改进整定值的基础上,综合方向纵联保护的原理,结合基于邻线闭锁的方式,改进原配网电流保护,设计一种适应DG接入的配电网保护配置方案。本文提出了基于故障电流相角突变的方向判别方法,研究了保护方案中采用的、通信通道的选择及特性、重合闸设定方案及配置,详细分析了主保护及后备保护的时间配合、动作原理与设计流程。在Matlab配网模型中加入三相可控断路器,建立符合本文所设计保护方案的控制系统模型,对保护的动作情况进行仿真验证,分析仿真得所得各保护的控制逻辑信号、故障电流值变化情况。在理论及仿真结果两个层面上验证了该保护方案的可行性,针对DG接入所引起的各个问题分析了该保护性能的优越性。
【关键词】：分布式电源 保护方案 整定方式 方向纵联 邻线闭锁
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM77
【目录】：

• 摘要8-10
• ABSTRACT10-12
• 第一章 绪论12-18
• 1.1 选题研究背景与意义12-13
• 1.2 研究现状13-16
• 1.3 论文主要工作16-18
• 第二章 DG并网对配电网继电保护的影响18-32
• 2.1 传统配电网保护配置与建模18-22
• 2.1.1 保护配置说明18
• 2.1.2 简单模型的建立与仿真18-22
• 2.2 DG并网对配网保护影响的仿真与分析22-30
• 2.2.1 双馈式异步风力发电机并网23-24
• 2.2.2 DG对下游保护的助增作用24-26
• 2.2.3 DG对上游保护的分流作用26-28
• 2.2.4 DG对上游线路短路的影响28-29
• 2.2.5 DG对相邻馈线短路的影响29-30
• 2.3 DG对保护灵敏度的影响分析30
• 2.4 DG对重合闸的影响分析30-31
• 2.5 本章小结31-32
• 第三章 保护的整定值自适应改进方案32-52
• 3.1 不同类型DG的等效模型建立32-41
• 3.1.1 典型DG等效模型32-34
• 3.1.2 并网光伏DG的一般模型与控制方法34-37
• 3.1.3 故障时基于低压穿越控制策略的光伏模型37-41
• 3.2 DG下游保护的整定值改进方案研究41-46
• 3.2.1 典型DG并网的整定值改进方案41-43
• 3.2.2 光伏DG并网的整定值改进方案43-46
• 3.3 保护整定值改进效果的仿真验证46-51
• 3.3.1 典型DG并网的保护改进方案验证46-48
• 3.3.2 光伏DG并网的保护改进方案验证48-51
• 3.4 本章小结51-52
• 第四章 含方向纵联的邻线闭锁式电流保护配置方案52-70
• 4.1 保护方案的设计思路52-53
• 4.2 基于故障电流方向突变的判别方法53-57
• 4.2.1 正序电流相角突变式方向判别原理53-56
• 4.2.2 基于双端故障的方向纵联保护原理56-57
• 4.3 通信通道的选择57-58
• 4.4 保护整定值的设定及动作时间的配合58-59
• 4.4.1 保护的自适应整定值设定58-59
• 4.4.2 保护的时间配合59
• 4.5 保护的重合闸配置59-60
• 4.6 含方向纵联的邻线闭锁式电流保护配置方案60-62
• 4.7 保护方案的应用例证62-68
• 4.7.1 所配置保护方案的动作流程分析62-63
• 4.7.2 对保护方案动作情况的仿真验证63-68
• 4.8 本章小结68-70
• 第五章 总结与展望70-72
• 5.1 全文总结70
• 5.2 展望70-72
• 参考文献72-78
• 致谢78-80
• 攻读硕士期间发表论文80-81
• 附件81

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本文编号：1089016