基于ARM的微网继电保护的研究

发布时间：2017-07-26 05:15

  本文关键词：基于ARM的微网继电保护的研究

  更多相关文章： 微网 继电保护 纵联保护 故障定位 控制器设计

【摘要】：随着常规能源的紧张和环境问题的严峻,分布式发电技术得到快速发展。微网作为分布式发电的有效利用形式同时又是公共大电网的有益补充得到了越来越多的关注。微网并网运行时,可能导致潮流双向流动,传统配电网继电保护不再适合双端电源下的故障判断和启动。因此,继电保护成为微网应用急切需要解决的问题。本文针对微网并网后给配电网带来的继电保护的问题,提出了保护方案。最后设计了保护用智能控制器。首先对微网进行了介绍,分析了微网并网对现有配电网继电保护的影响,包括对三段式电流保护,距离保护,小电流系统单相接地保护及自动重合闸的影响。在相间短路故障,根据输电网纵联保护的思想,提出了基于通信的方向比较式纵联保护方案。该保护不受微网并网的影响,可实现全线速动保护。在单相接地故障,分析了含DG的小电流接地系统单相接地时故障线路与非故障线路的零序电流特征,介绍了小波变化、信号奇异性检测及行波测距原理。提出基于小波变化提取暂态分量的故障定位方法。通过比较零序电流的大小和极性判别出故障线路,再根据小波变换后零序电流模极大值的位置求出所需时间,进而实现行波测距故障定位。最后在Matlab/Simulink环境中建立仿真模型,并计算分析了采样频率、分解层数和dbN小波的阶次等方面对测距精度的影响。最后,根据提出的保护方案,设计了保护从机控制器。该控制器在故障时上传给站级主机故障信息,并接收主机的分合闸命令,实施具体操作。
【关键词】：微网 继电保护 纵联保护 故障定位 控制器设计
【学位授予单位】：河北科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM77
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题的背景和意义9-10
• 1.2 微网继电保护的研究现状10-12
• 1.3 论文主要工作12-15
• 第2章 微网并网对配电网继电保护的影响15-27
• 2.1 微网的结构和特点15-17
• 2.2 微网对配电网电流保护的影响17-21
• 2.2.1 传统三段式电流保护17-19
• 2.2.2 微网下游故障时对配电网的影响19-21
• 2.2.3 微网上游故障时对配电网继电保护的影响21
• 2.2.4 微网并网对相邻馈线保护的影响21
• 2.3 微网对距离保护的影响21-23
• 2.3.1 故障发生在微网上游时对距离保护的影响22
• 2.3.2 故障发生在微网下游时对距离保护的影响22-23
• 2.3.3 小结23
• 2.4 微网在小电流接地系统发生单相接地故障时对保护的影响23-24
• 2.5 微网对重合闸的影响24-26
• 2.5.1 微网对辐射状网络中重合闸的影响24-25
• 2.5.2 微网对环形网络中重合闸的影响25-26
• 2.6 本章小结26-27
• 第3章 含微网的相间故障的继电保护方案的研究27-35
• 3.1 纵联保护原理27-28
• 3.2 含微网的纵联保护系统工作原理28-30
• 3.3 保护从机上传逻辑30
• 3.4 辐射型故障排除算法30-32
• 3.4.1 辐射型站级主机故障定位算法30-32
• 3.4.2 辐射型保护从机跳闸方案32
• 3.5 环网型故障排除算法32-34
• 3.6 本章小结34-35
• 第4章 含微网的小电流接地系统单相接地故障继电保护方案的研究35-51
• 4.1 行波测距理论35-37
• 4.1.1 DG对暂态行波的影响分析35-36
• 4.1.2 单端测距36
• 4.1.3 双端测距36-37
• 4.2 暂态零序电流分析37-40
• 4.2.1 暂态零序电流特性分析37-38
• 4.2.2 含DG的暂态零序电流分析38-39
• 4.2.3 暂态零序电流选线39
• 4.2.4 暂态零序电流波速分析39-40
• 4.3 小波变换40-41
• 4.3.1 小波变换原理40
• 4.3.2 Daubechies(dbN)小波系40-41
• 4.3.3 小波模极大值的奇异性检测理论41
• 4.4 仿真分析41-50
• 4.4.1 光伏发电系统模型的建立41-44
• 4.4.2 含DG的多支路配电系统仿真模型的建立44-46
• 4.4.3 采样频率对测距精度的影响分析46-48
• 4.4.4 分解层数对测距精度的影响分析48-49
• 4.4.5 dbN小波的阶次对测距精度的影响分析49-50
• 4.5 本章小结50-51
• 第5章 保护从机控制器的设计51-65
• 5.1 保护从机控制器硬件系统设计51-57
• 5.1.1 CPU主系统52-53
• 5.1.2 模拟量输入模块53-54
• 5.1.3 辅助检测模块54-55
• 5.1.4 电源模块55
• 5.1.5 其他模块55-57
• 5.2 软件系统设计57-62
• 5.2.1 uc/osⅡ操作系统57-58
• 5.2.2 系统任务58
• 5.2.3 Gui任务58-60
• 5.2.4 分合闸任务60
• 5.2.5 电压电流模拟值输入及处理任务60-62
• 5.2.6 报警及后备保护任务62
• 5.3 本章小结62-65
• 结论65-67
• 附录67-73
• 附录 167-69
• 附录 269-70
• 附录 370-73
• 参考文献73-77
• 攻读硕士学位期间所发表的论文77-79
• 致谢79

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本文编号：574854