基于LabVIEW的微电网分层保护

发布时间：2017-06-13 07:09

  本文关键词：基于LabVIEW的微电网分层保护，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：微电网保护是进行微电网研究的重要问题之一,然而微电网保护与传统的电力系统保护存在很大的差别。为了实现对微电网的保护,本文首先对微电网的保护特性进行了分析,包括分布式电源的影响、接地方式不同的影响和运行方式不同的影响等。然后,针对分析的结论提出了微电网分层保护的思想,将负载按照重要性的不同进行等级划分,利用LabVIEW上位机软件设计了微电网分层保护程序。硬件部分主要设计了微电网保护中需要的硬件电路,搭建了硬件平台。整个硬件平台包括：研华610L工控机、研华PCI板卡、信号调理电路、控制接触器的控制电路以及传输接触器状态的信号回传电路。以工控机作为上位机,LabVIEW作为上位机软件,结合PCI板卡建立了基于LabVIEW的微电网分层保护系统,实现了对微电网中并网点、逆变器、储能单元及负载的电力参数的可视化实时监测与保护。软件部分利用LabVIEW软件搭建了微电网的拓扑结构,编写了微电网电力参数监测及分层保护程序。拓扑结构中包含了可以控制微电网中所有设备的开关,同时可以实时监测微电网内部各处的功率情况,在此界面中可实时监测微电网的工作状态。电力参数分析部分主要显示了PCC点内外网的电压、电流波形以及负载和逆变器的电流波形,对PCC点的电压的平衡度进行监测,可选择性监测各处的电流谐波失真情况,记录基本的电力参数信息。保护部分包括过流保护、反流保护、过压过频切机和低压低频减载,当监测的数值大于保护阈值时,保护功能启动,实现对微电网的保护。最后,通过实验验证了所设计的微电网分层保护系统的正确性及可行性。微电网拓扑结构界面可正常控制微网中所有设备对应的接触器的通断,同时正常显示逆变器及负载的功率情况。电力参数分析交互界面中正确的计算出并网点电压的平衡情况,以图表的形式分析了谐波含量,实时的显示了并网点电压波形和各逆变器工作电流的波形,记录了电压、电流的基本参数。微电网分层保护交互界面中,不仅能够通过保护功能的控制开关选择需要的保护功能,而且可以在自定义保护模块中根据操作者要求简单设计其他的保护功能。此外,当出现三相不平衡和谐波超标的情况时,故障信息会被记录在设置的文件夹中。
【关键词】：微电网 电力参数监测 硬件电路 软件设计 分层保护
【学位授予单位】：安徽工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM73;TM77
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第1章 绪论12-19
• 1.1 微电网保护研究的背景与意义12-14
• 1.2 微电网保护的国内外研究现状14-17
• 1.2.1 微电网系统级保护14-15
• 1.2.2 微电网单元级保护15-17
• 1.3 本文主要研究内容17-19
• 第2章 微电网保护特性分析19-30
• 2.1 分布式电源对微电网保护的影响19-24
• 2.1.1 分布式电源对电流保护的影响19-22
• 2.1.2 分布式电源对保护范围的影响22-23
• 2.1.3 分布式电源对重合闸装置的影响23-24
• 2.2 微电网的接地配置对保护的影响24-27
• 2.2.1 接地方式分类24-25
• 2.2.2 接地故障的判别方法25-27
• 2.3 微电网的运行方式对保护功能的影响27-28
• 2.4 故障切除时间的研究28-29
• 2.5 本章小结29-30
• 第3章 基于LabVIEW的微电网保护系统硬件平台设计30-39
• 3.1 微电网保护硬件平台总体结构设计30-32
• 3.2 信号调理电路设计32-36
• 3.2.1 交流电压采样电路32-33
• 3.2.2 交流电流采样电路33-36
• 3.3 控制与回传电路硬件设计36-38
• 3.4 本章小结38-39
• 第4章 微电网分层保护配置研究及软件设计39-52
• 4.1 微电网分层保护配置39-40
• 4.2 电力参数监测的LabVIEW程序设计40-46
• 4.2.1 PCC点电压、电流偏差及频率监测41-43
• 4.2.2 PCC点内网电压不平衡度分析43-44
• 4.2.3 PCC点电压和电流的谐波监测44-46
• 4.3 基于LabVIEW的微电网分层保护程序设计46-51
• 4.3.1 过流保护程序设计46-47
• 4.3.2 反流保护程序设计47-48
• 4.3.3 切机与减载保护程序设计48-51
• 4.4 本章小结51-52
• 第5章 微电网分层保护系统实验验证52-57
• 5.1 基于LabVIEW的微电网拓扑结构界面52-53
• 5.2 电力参数分析实验验证53-55
• 5.3 基于LabVIEW的微电网分层保护界面55-56
• 5.4 本章小结56-57
• 第6章 总结与展望57-59
• 6.1 本文总结57-58
• 6.2 研究展望58-59
• 参考文献59-63
• 攻读学位期间发表的学术论文63-64
• 致谢64

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本文编号：445979