含微网配电系统的继电保护问题研究

发布时间：2017-04-12 07:20

  本文关键词：含微网配电系统的继电保护问题研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 近年来分布式发电技术(Distribution Generation:DG)得到了快速的发展,配电系统中DG的渗透率水平不断提高。多个DG的并网运行将会使配电系统短路电流的大小、流向和分布发生较大变化,将会导致传统的阶段式电流保护无法正常工作。为了满足DG高渗透率下配电系统对继电保护的要求,解决现有保护技术存在的问题,本文提出了一种以纵联比较式保护的基本原理为基础、以通信技术为支撑、以包含多个DG的配电变电站及其馈出线为保护对象的主从式配电系统变电站级区域纵联保护方案。通过PSCAD/EMTDC仿真软件搭建不同的配网模型,对该保护方案中的方向元件正确动作的有效时间进行仿真分析。此外,还提出了实现该区域纵联保护的通信系统组建方案。 分布式发电接入配电系统后,使传统的单电源辐射网络变成了一个多源网络。正常运行时,网络中的潮流分布及系统故障时短路电流的大小、流向和分布,均会发生变化。传统配电系统中保护设备之间建立起来的配合关系被打破,保护的动作行为和动作性能都将会受到较大的影响。通过分析,分布式发电并网对传统继电保护的影响主要表现在:(1)导致本线路保护的灵敏度降低甚至拒动;(2)导致本线路保护误动;(3)导致相邻线路的瞬时速断保护误动,失去选择性;(4)DG可能导致重合闸不成功。尽管目前也提出了一些针对DG并网运行的继电保护改进方案,但是很多方案只能改善传统继电保护的某一些方面,具有很大的局限性,而且并不适用于高渗透率DG并网运行的继电保护要求。 高渗透率分布式电源并网运行可以充分发挥分布式电源的优势,也是未来电网的发展趋势。本文提出的新型纵联保护方案,不同于传统的“点对点”对等式结构的线路纵联比较式保护,新的保护方案为一种主从式结构,能够解决高渗透率DG并网给继电保护带来的相关问题。本保护方案的原理是:在被保护区域的变电站中设置一个站级保护主机(MPD),而在不同的断路开关处设置从机(SPU),主机通过通信网络与从机通信。每一个从机内部均安装有一个方向继电器,用来测量其安装点处的故障方向。当从机收到主机的查询命令时就将故障方向信息提供给主机,主机利用故障定位算法通过处理不同从机上传的信息判断出故障区段,从而对相应的断路器发出跳闸命令。保护方案采用的是一种分层顺序检测故障的算法,通过层次化的比较,可以方便、明确地确定出故障的位置,进而在不影响其他设备正常运行的情况下,快速、灵敏、有选择性地将故障设备可靠切除。 本文提出的保护方案对从机上传的故障方向信息有很大的依赖性,所以对方向元件的判断结果提出了很高的要求。当发生故障时,分布式电源的存在会对方向元件判断结果产生一定的影响,严重时可能出现误判。为了保证方向元件判断结果的准确性,本文通过使用PSCAD/EMTDC仿真软件搭建了不同的仿真模型并进行了相应的计算分析,结果表明在故障发生后200ms的时间内,方向元件的判断结果能正确反映故障方向。继电保护要求的动作时间一般要小于这个时间,因此,方向元件的判断结果完全能满足本方案对故障判断和定位的要求。为了保证继电保护的快速性,需要构建一种强大的通信系统来保证本方案能够及时切除故障。鉴于光纤通信传输速度快、不受其他因素干扰的优点,本文采用光纤通信手段来实现主机与从机之间的信息交互。
【关键词】：配电系统 分布式发电 纵联保护 PSCAD/EMTDC 光纤通信
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TM773
【目录】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-11
• 第一章 绪论11-20
• 1.1 课题研究背景及意义11-14
• 1.2 国内外研究现状14-18
• 1.3 本文所做的主要工作18-20
• 第二章 DG并网对配网系统继电保护的影响20-32
• 2.1 分布式发电概述20-21
• 2.2 DG接入对配网继电保护系统的影响分析21-29
• 2.3 DG接入对配电网系统的其他影响29-30
• 2.4 本章小结30-32
• 第三章 "主从式"变电站级区域纵联保护32-60
• 3.1 "主从式"纵联保护系统构成32-35
• 3.2 "主从式"纵联保护系统工作原理35-39
• 3.3 考虑DG并网的配电系统故障定位和从机跳闸算法39-56
• 3.3.1 故障定位算法39-43
• 3.3.2 从机跳闸算法43-45
• 3.3.3 具有容错功能的故障定位和从机跳闸算法45-53
• 3.3.4 针对于带有手拉手开关的配电网的改进算法53-56
• 3.4 故障方向检测原理56-59
• 3.5 本章小结59-60
• 第四章 基于PSCAD/EMTDC的系统仿真与分析60-71
• 4.1 搭建含DG的配电网模型进行仿真分析60-70
• 4.1.1 PSCAD/EMTDC仿真软件简介60-61
• 4.1.2 同步发电机DG接入配电网的仿真分析61-65
• 4.1.3 异步发电机DG接入配电网的仿真分析65-67
• 4.1.4 多个分布式电源并网仿真分析67-70
• 4.2 本章小结70-71
• 第五章 基于光纤通信的数据通信系统开发71-82
• 5.1 目前配网常用的通信手段简介72-74
• 5.2 基于光纤通信的通信系统构建74-80
• 5.2.1 光纤通信系统基本构成74-76
• 5.2.2 光纤通信设备选取及组网方案76-80
• 5.3 本章小结80-82
• 第六章 结论和展望82-84
• 参考文献84-88
• 致谢88-89
• 攻读学位期间发表的学术论文目录89-90
• 学位论文评阅及答辩情况表90

【引证文献】

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本文编号：300999