含分布式电源电网电压跌落检测与溯源研究

发布时间：2017-08-15 02:12

  本文关键词：含分布式电源电网电压跌落检测与溯源研究

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【摘要】：电压跌落由于其发生的频繁性、巨大的危害性和经济损失,现已发展为当今最为严重电能质量问题之一。随着一次能源日益枯竭和环境污染日趋严重的双重压力驱使下,可持续再生能源成为人们的首要选择,加上智能电网的发展,配电网中接入了大量的分布式电源(DG),会对传统的配电网的运行方式和潮流方向产生影响和变化,因此配电网便成了一个更复杂的多源网络,会使现有的检测与溯源方法不再适用。快速准确地对含DG电网中的电压跌落进行检测和溯源对改善电网电能质量、增强供电可靠程度及加快电力市场化进程有着非常重要的意义。论文首先简要概述了暂态电能质量的基本概念和电压跌落的概念及其主要特征,并将DG进行了分类。从理论上分析了配电网两种不同的接地方式、DG形成电压跌落机理及从DG的容量、位置等不同条件下接入配电网中对故障短路电流和电压跌落的影响并总结出规律。分析比较了几类通用的电压跌落检测方法,得出各自的优劣和不同适用对象。改进的dq法能够对电压跌落的幅值和相角跃变准确检测,但对跌落扰动的起止时间却无法有效的精确检测,因而,该文采用小波变换局部奇异性特点对跌落起止时间进行了精确有效检测,仿真结果证明小波变换对跌落的起止时间检测具有良好的精准度。针对目前现有的矩阵定位方法不能有效地对含DG配电网中出现的电压跌落进行溯源。该文基于馈线终端单元提出了一种利用改进的具有自适应矩阵法初步确定电压跌落扰动源所在的故障区段。此外,该文混合了差分进化和蝙蝠两种算法并运用于含DG配电网中跌落故障源所在的区段的定位,在蝙蝠算法中引入差分进化算法,使其具备了差分算法的优点。最后通过建立DG配电网拓扑结构的开关函数和区段定位评价函数,解决了含DG配电网跌落故障区段定位问题。算例和仿真结果验证了该混合算法能够准确有效地定位含DG配电网的单一和多重电压跌落故障区段,且拥有良好的容错性。通过区段定位法确定电压跌落源所在的区段后,最后利用改进的阻抗方法精确对电压跌落进行溯源。仿真实验结果验证了该方法计算量小且具有很好的精准度优势。
【关键词】：分布式电源 电压跌落 电压跌落检测 电压跌落溯源
【学位授予单位】：长沙理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM714.2
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-27
• 1.1 课题研究背景及意义11-12
• 1.2 暂态电能质量概述12-18
• 1.2.1 暂态电能质量基本概念13-14
• 1.2.2 电压跌落的基本概念14-18
• 1.3 分布式电源的类型18-20
• 1.3.1 分布式电源的定义18-19
• 1.3.2 分布式电源的类型19-20
• 1.4 国内外研究现状20-25
• 1.4.1 电压跌落检测现状21-24
• 1.4.2 电压跌落溯源现状24-25
• 1.5 论文主要工作25-27
• 第二章 分布式电源接入对配电网电压跌落影响的分析27-41
• 2.1 配电网接地类型27-29
• 2.1.1 中性点不接地系统中发生单相接地故障时故障电流分析27-28
• 2.1.2 中性点经消弧线圈接地系统发生单相接地故障时故障电流分析28-29
• 2.2 电压跌落形成机理分析29-32
• 2.2.1 DG引起的电压跌落29-31
• 2.2.2 短路故障引起的电压跌落31-32
• 2.3 DG对配电网电压跌落的影响32-38
• 2.3.1 配电网电压计算模型32-35
• 2.3.2 DG的容量大小对配电网电压的影响35-36
• 2.3.3 DG的位置不同对配电网电压的影响36-37
• 2.3.4 DG特性对配电网电压的影响37-38
• 2.4 DG对配电网中短路电流的影响38-40
• 2.5 本章小结40-41
• 第三章 电压跌落检测方法的分析与研究41-65
• 3.1 电压跌落检测方法分析41-51
• 3.1.1 有效值检测算法41-43
• 3.1.2 缺损电压法43
• 3.1.3 单相电压变换平均值法43-45
• 3.1.4 基于瞬时无功功率理论dq0变换法45-51
• 3.2 小波变换的基本原理51-55
• 3.2.1 连续小波变换52
• 3.2.2 离散小波变换52-53
• 3.2.3 二进小波变换53
• 3.2.4 多分辨率分析53-54
• 3.2.5 Mallet算法54-55
• 3.3 模极大值及奇异点检测55-57
• 3.3.1 模极大值点与Lipschitz指数56-57
• 3.3.2 常用小波基的主要性质和小波基的选择57
• 3.4 基于小波消噪57-59
• 3.4.1 噪声的基本特征57-58
• 3.4.2 小波信号去噪58
• 3.4.3 软阈值的计算58-59
• 3.5 仿真59-62
• 3.5.1 基于小波模极大值的电压跌落起止时间计算59
• 3.5.2 消噪仿真59-61
• 3.5.3 电压跌落扰动时间检测仿真61-62
• 3.6 本章小结62-65
• 第四章 含分布式电源配电网电压跌落溯源65-79
• 4.1 矩阵算法的基本原理65-67
• 4.1.1 含DG电网故障描述矩阵65-66
• 4.1.2 含DG电网故障信息矩阵66
• 4.1.3 含DG电网故障源区段定位原则66-67
• 4.2 含DG电网故障矩阵多重故障定位算例仿真67-68
• 4.3 蝙蝠和差分混合算法定位68-72
• 4.3.1 蝙蝠算法原理68-69
• 4.3.2 差分进化算法原理69-70
• 4.3.3 个体的二进制编码70-71
• 4.3.4 混合算法的机制71-72
• 4.4 评价与开关的数学函数72-73
• 4.4.1 评价函数的构造72
• 4.4.2 开关函数的构造72-73
• 4.5 算例仿真分析73-75
• 4.6 改进阻抗算法75-77
• 4.7 仿真与分析77-78
• 4.8 本章小结78-79
• 总结与展望79-81
• 参考文献81-87
• 致谢87-88
• 附录A（攻读学位期间所发表的学术论文）88-89
• 附录B（攻读学位期间获奖情况）89

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本文编号：675775