含逆变型分布式电源的配电网线路保护研究

发布时间：2020-11-12 04:15

　　 近年来,随着国家对新能源产业的大力扶持,以风能和太阳能为代表的新能源产业得到了快速发展,越来越多的分布式电源被接入到电网中。分布式电源(distributed generator,DG)的运行方式和控制策略决定了其故障特性的复杂性,大量分布式电源接入配电网,对配电网的传统电流保护和电网安全带来了较大影响。为了更好的接纳和充分利用可再生能源,同时满足电网的安全可靠运行,有必要对分布式电源的故障特性及含分布式电源的配电网保护进行相应的研究。对此,本文以含分布式电源的配电网馈线保护为对象展开研究,论文的主要工作与取得的成果包括:1、针对最新并网标准对逆变型分布式电源(inverter-interface DG,IIDG)提出的要求,基于PSCAD/MTDC仿真软件详细建立了带有低电压穿越控制策略的IIDG模型,并研究了该模型在不同故障情况下的输出特性。2、分析了DG接入配电网对配电网潮流和故障电流分布的影响。同时将传统配电网保护原理中的功率方向元件和正序故障分量方向元件应用在含IIDG的配电网保护中,并利用基于PSCAD/MTDC软件的配电网仿真模型对其适应性进行了分析。3、借鉴纵联阻抗保护原理的思想,利用线路两端的正序电压、正序电流通过对称的代数四则运算方式获得正序分量综合阻抗、正序和商阻抗。提出了一种基于正序分量综合阻抗的纵联保护新原理。该原理利用线路两端正序电压相量之差与线路两端正序电流相量之和的比值构成正序分量综合阻抗。区内与区外发生故障时,正序分量综合阻抗的幅值变化明显,据此可以区分线路上的内部和外部故障。4、提出了一种基于正序和商阻抗的纵联保护新原理。利用故障时线路两端电压正序分量之和与电流正序分量之和的比值,来判断线路上是否发生故障。在区外发生故障时,该比值反应输电线路对地的容抗值,其模值相对较大;区内故障时,该比值忽略线路阻抗时反映2倍过渡电阻或4倍过渡电阻,其模值相对较小,据此可以区分线路上的区内与区外故障。仿真结果表明,新原理特征量明显,容易整定,不受DG的控制策略及出力的影响,抗过渡电阻能力强。
【学位单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TM773
【部分图文】：

我国可再生风力发电、光伏发电合计发电量发展情况如图1.1 所示[7]。图 1.1 全国风电、太阳能合计发电量及占比Fig. 1.1 National wind power, solar energy combined power generation and proportion我国可再生新能源风电、太阳能发电量总量由 2010 年的 495 亿千瓦时上升至 2017年的 4200 亿千瓦时，发电总量占全国发电总量由 1.2%上升至 6.5%。另外，截止 2017年底，风电、太阳能发电装机规模已超国家十三五规划目标，容量分别达到 16325 万千瓦、12924 万千瓦。根据国家能源局最新发布的数据，我国可再生能源装机规模和利用水平不断提高，2018 年全国可再生能源装机容量、发电容量和利用率如表 1.1 所示。2018

图 2.8 光伏电站的低电压穿越能力要求Fig. 2.8 LVRT capability requirements for photovoltaic power plants并网点电压跌落至是 否返回

（e） 线路 AB 段 50%处两相短路 IIDG1 输出特性图 2.13 IIDG1 输出特性Fig.2.13 IIDG1 output characteristics合以上理论及仿真分析，可知在电网发生对称或不对称故障情况下，IID出对称的三相电流。当电网发生故障并网点电压骤降时，使用合理的锁相快速做出反应，IIDG 可根据电压降落程度快速改变向电网注入的无功电
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本文编号：2880233