微电网线路保护方案优化研究

发布时间：2020-06-22 07:06

【摘要】：传统石油、煤等化石资源的使用导致环境污染问题的不断恶化,清洁可持续能源替代传统化石能源越来越得到人们的重视。近年来分布式发电得到较大发展,这使得对传统化石能源的依赖程度有一定减少,依靠清洁能源也满足了部分用户用电需求。微电网作为消纳分布式发电的有效方法,不但能提高如风电、光伏等清洁能源的利用率,还能保证分布式能源的正常可持续发电和实现清洁能源的最大化利用。随着技术的进步,电力电子和软件控制技术的成熟将使微电网越来越便利实用。因微电网不仅接入了多个间歇性分布式电源,还存在多种运行模式,这将传统配电网的单电源辐射网络转变成为多变的多源网络。受周围环境和负荷的影响,微源输出功率及负荷的大小会变化,微网网络受影响使得潮流大小、流向等复杂多变。因此,本文以目前应用广泛的交流低压微电网为研究对象,研究了微电网发电系统的基本结构和微电源的主要控制原理,并以此构建了微电网模型;其次,在分析微电网在并网和孤岛两种运行模式下的微源和线路发生单相短路、两相短路及三相短路故障特征,得出微电网在不同模式下故障电流差别较大。同时,因低压微电网线路较短,相邻线路故障区别较小,得出基于传统定值原理的保护无法区别相邻线路,再简要分析突变量保护及差动保护等继电保护的适用性情况下引入了正序故障分量方向识别原理。最后,构建了微电网保护通信系统并提出了基于通信系统的微电网线路保护优化方案和基于阶梯延时的后备保护方案。保护系统由微电网保护控制单元和线路支路智能保护单元组成。主保护由过电流保护和正序故障分量方向元件启动,后备保护只采用过电流启动方式。故障支路上下级之间,通过通信线路实现相邻保护之间的延时整定以满足保护的选择性。由于低压微电网整体规模较小,本文考虑采用阶梯延时的后备保护方法,在通信系统可靠性较差时,满足故障识别切除任务。本文在MATLAB/Simulink中建立了微电网仿真模型,并以此仿真验证了该线路保护优化方案在并网和孤岛模式下的不同故障类型时的可行性。
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM77
【图文】：

V/f控制策略原理图

PQ双环控制结构;

【参考文献】

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本文编号：2725371