直流配电网保护方案研究

发布时间：2021-04-28 11:35

　　随着电力电子技术的发展,带动了高压柔性直流输电、直流微网的兴起,学术界与工业界均开始重新审视直流配电网的可行性。保护技术作为直流配电网发展的关键技术之一,目前的保护技术尚处于起步阶段,制约着直流配电网的发展和推广。本文以?10kV柔性直流配电网为研究对象,采用理论分析与仿真验证相结合的方法,研究适用于直流配电网的继电保护与故障测距定位方案。首先,阐述了本课题的研究背景,针对目前直流配电网保护面临的挑战,从保护设备与限流方案、保护原理、故障定位和隔离等三个内容对国内外现状进行了总结和分析,并对未来的研究方向进行了总结。其次,介绍了直流配电系统基本拓扑结构,并对直流配电网的组成元件电压源型换流器、直流变流器、分布式电源与储能的建模和控制方式进行了分析。之后针对直流配电网双极短路故障和单极接地故障进行分析,分析其故障机理和特征。然后,针对双端直流配电网中压线路提出了一种新的基于就地量的保护方案。将电流方差作为故障判据可以有效提高保护算法的抗波动能力与保护范围,并将反时限电流保护改进为反时限电流方差保护。引入了电压加速因子加速线路出口处故障时保护的动作时间。针对两侧保护装置整定值不一致可能导致... 

【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 直流配电网保护技术国内外研究现状
        1.2.1 直流配电网保护面临的挑战
        1.2.2 保护设备与限流研究现状
        1.2.3 直流配电网保护原理研究现状
        1.2.4 故障的定位和隔离研究现状
        1.2.5 未来的研究方向
    1.3 本文研究工作
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 章节安排
第二章 直流配电网模型及故障特性分析
    2.1 直流配电网拓扑结构
        2.1.1 辐射状拓扑结构
        2.1.2 手拉手拓扑结构
        2.1.3 环状拓扑结构
        2.1.4 网状拓扑结构
    2.2 直流配电网模型搭建
        2.2.1 双端直流配电网
        2.2.2 电压源型换流器
        2.2.3 直流变流器
        2.2.4 分布式电源与储能
    2.3 直流配电网故障分析
        2.3.1 双极短路故障分析
        2.3.2 单极接地故障分析
        2.3.3 仿真验证
    2.4 本章小结
第三章 双端直流配电网反时限电流方差保护方案
    3.1 双端直流配电网反时限电流方差保护方案
        3.1.1 反时限电流方差保护
        3.1.2 电压加速因子
        3.1.3 方向判据
        3.1.4 整定原则
    3.2 仿真验证
        3.2.1 双极短路故障
        3.2.2 单极接地故障
    3.3 本章小结
第四章 基于区域电流方向的双端直流配电网保护方案
    4.1 区域电流方向保护原理
        4.1.1 区域划分
        4.1.2 故障电流潮流分析
    4.2 基于区域电流方向的双端直流配电网保护策略
        4.2.1 保护组成元件
        4.2.2 线路保护
        4.2.3 母线保护
        4.2.4 远后备保护
    4.3 仿真与验证
        4.3.1 线路故障仿真
        4.3.2 母线故障仿真
    4.4 本章小结
第五章 直流配电网线路故障测距定位方法
    5.1 基于电流微分初始值的直流配电网故障测距定位方法
        5.1.1 电流微分初始值
        5.1.2 双极短路故障的故障测距定位
        5.1.3 单极接地故障的故障测距定位
        5.1.4 过渡电阻的处理办法
        5.1.5 故障类型与故障极判定
    5.2 故障测距定位方法仿真验证
        5.2.1 双极短路故障测距定位方法验证
        5.2.2 单极接地故障测距定位方法验证
        5.2.3 采样频率对测距定位精度的影响
        5.2.4 低采样频率下故障测距定位方法改进方案
    5.3 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 本文工作总结
    6.2 研究不足与展望
致谢
参考文献
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于单端电气量的多端柔性直流配电系统暂态保护[J]. 和敬涵,周琳,罗国敏,李蕊.  电力自动化设备. 2017(08)
[2]环形直流微网短路故障分析及保护方法[J]. 王毅,于明,张丽荣.  电力自动化设备. 2017(02)
[3]多端柔性直流电网保护关键技术[J]. 李斌,何佳伟,冯亚东,李晔,李钢,邱宏.  电力系统自动化. 2016(21)
[4]基于边界特性的多端柔性直流配电系统单端量保护方案[J]. 李斌,何佳伟,李晔,欧逸哲.  中国电机工程学报. 2016(21)
[5]基于高频链直流变压器的柔性中压直流配电系统分析[J]. 贾祺,赵彪,严干贵,宋强.  电力系统保护与控制. 2016(16)
[6]多端柔性直流系统直流故障保护方案[J]. 李斌,何佳伟,李晔,田杰,冯亚东,董云龙.  中国电机工程学报. 2016(17)
[7]多端VSC-HVDC直流线路故障限流及限流特性分析[J]. 刘剑,邰能灵,范春菊,郑晓冬,唐跃中.  中国电机工程学报. 2016(19)
[8]基于模块化多电平换流器的直流系统故障处理方案[J]. 李斌,李晔,何佳伟.  中国电机工程学报. 2016(07)
[9]基于虚拟阻抗的MMC交、直流侧故障过电流抑制方法[J]. 张帆,许建中,苑宾,赵成勇.  中国电机工程学报. 2016(08)
[10]适用于直流配电网的测距式保护[J]. 李猛,贾科,毕天姝,杨国生,刘宇,杨奇逊.  电网技术. 2016(03)



本文编号：3165409