基于分布式决策的微电网保护研究

发布时间：2020-04-23 13:30

【摘要】：近年来,人们对环境保护的日益重视,致力于新型清洁能源和可再生能源研究,大力推进了电力系统中分布式电源有着飞速的发展。超高压远距离输电的应用呈现出非常可观的优势和好处。但随着经济的飞速成长,人们对电力供应的讲求愈加苛刻,集中式远距离输电不再能满足所提出的各项指标。而分布式电源DG(distributed generator)的接入可以机动地、漫衍地为当地负荷就地供电,优势很显著。但是这些电源的运行特性也给系统的稳定性带来很多负面影响。微电网是针对接入分布式发电后提出的一个合理而又有效的应对方式。微电网的小型能量管理系统,能够根据更分散化的方式对配电网中DG进行协调和监视,减小DG带来的冲击与影响,同时更利于清洁能源的充分利用。微电网既可以并网运行,由配网系统平衡主导功率,限定电压与频率的运转范围;也可以孤岛运行,由DG直接为负荷供电。在微电网变成热门研究的同时,其必备的保护方法也需要快速的提出。由于微电网特有的运行方式,传统方法已经不再适用。可靠又高效的微电网保护方法是眼下电力系统热门研究之一。本文在阅读大量关于微电网保护方法的文献之后,针对目前微电网存在的保护方法,按照保护的适用范围进行详细地分析和分类。分别分为:适用于微电网并网状态的保护方法,适用于微电网孤岛状态的保护方法,同时适用于两种情况的保护方法。前两个保护方法应用于需要孤岛监测的保护方法中,此时微电网需要安装两种保护装置,利用孤岛检测装置先判别当前微电网的运行方式,然后切换适用于当前的保护装置;最后一种方法不需要孤岛监测,适用于各种情况。按照不同类别分别分析各种保护的优势与缺陷,便于更好地改善保护方法。当前电网中接入了数量很大的逆变型DG。通过建立逆变器与控制模型,搭建了光伏、风电、燃气轮机逆变式电源,并分析了分布式电源的输出特性与故障特性。然后根据典型的微电网结构建立了相应的仿真模型,详细地分析微电网不同运行状态、不同故障类型的故障特征,为提出新的保护方法做好铺垫、基础。针对微电网并网状态下,仔细多角度的分析与归纳电气量的变化及故障特性与表征,发现了相邻线路之间存在某种逻辑关系,利用这个关系,结合过电流保护、广域保护、分布决策式提出了适用于微电网并网状态下的基于STU的新型分布决策式保护方案。并利用PSCAD仿真验证新方案的可靠性与可行性。然后通过对微电网孤岛运行状态下,电气量的变化和故障特点分析,类比传统的配电网电流保护方法和微电网并网的新型保护方法,改进了原始的欠电压保护,并提出微电网孤岛状态下的新型分布决策式保护方法。目前智能电网发展迅速,可以通过智能终端及通信系统对信息进行获取、处理、传递及决策等,实现对故障区域的快速确定和隔离。而配电网分布式形态越来越明显,分布式保护成为微电网保护的一个热点与发展趋势。为此,本文提出一套MAS保护系统,在保护系统的基础上,提出了一套适用于微电网各种运行情况不需要孤岛监测保护方法。对MAS系统进行分层:设备层-执行层-协调层。各层agent有各自的功能与职责。执行agent对设备agent所提供的大量的电气信息进行简化、处理与运算,得到本地的逻辑信号,再结合相应的同层执行agent逻辑信号,按照所规定的判据,自行快速准确地确定和切除故障。该方法考虑了多种电气量信息,可以判断微电网各种运行状态下的故障;并且将保护决策权分散给各个执行agent,无需同步采样,降低了对通道的要求。并利用PSCAD证明了本文所研究的新型分布式保护方案的合理性与可靠性。
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图１－２微电网保护方法的分类逡逑Ｆｉｇ．１－２邋Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｍｉｃｒｏｇｒｉｄ邋ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ邋ｍｅｔｈｏｄｓ逡逑１．４论文主要研究内容逡逑

联区域保邋件的微电逡逑护研宄邋网保护逡逑图１－２微电网保护方法的分类逡逑Ｆｉｇ．１－２邋Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｍｉｃｒｏｇｒｉｄ邋ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ邋ｍｅｔｈｏｄｓ逡逑１．４论文主要研究内容逡逑大量的ＤＧ投入使用，给系统控制与管理带来了很多潜在的不便，对保逡逑护方法效果带来很严重的影响。因此需要从ＤＧ的基本原理出发，详细探讨逡逑保护策略原理遇到的问题和故障的特点，才能有效提出适用高效的方案。逡逑正如１．３节提到，微电网保护方法大多依靠孤岛检测装置，配置的两套逡逑保护的保护方法。但是运行状态识别的实现有难度，两套保护装置的资金消逡逑耗较大。考虑到上述问题，本文希望提出了一套统一的应用于两种运行方式逡逑下的分布式决策的保护算法；基于原始保护的理论发掘、搭建模型及ＰＳＣＡＤ逡逑实验分析、实验结果验证相结合的方法，分析传统保的护的不便及故障特点，，逡逑从而改进出新型的保护方法
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM727

【参考文献】

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本文编号：2637782