小型水电站接入对电网继电保护影响机理研究

发布时间：2017-03-30 06:24

  本文关键词：小型水电站接入对电网继电保护影响机理研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：小型水电站的接入系统可以增大用户侧供电的可靠性,其大规模高渗透率的接入可实现可再生能源的有效梯级利用,但其并网位置灵活,发电量的波动性和间歇性会导致配网内的潮流双向流动,继而导致传统的基于单端电气量信号的配电网保护无法适应双端电源下故障的判断和启动。另外,小水电的并网有时也会改变故障电流的大小和性质,常规配电网保护无法充分满足含小水电配电网的安全运行标准,因此小水电大规模接入系统受到制约。针对小水电接入系统后的配电网进行仿真计算和研究,研究小水电的接入对原有继电保护机理的影响。为研究克服传统配电网保护弊端、满足含小水电配网的保护技术要求以及适应小水电高渗透率应用环境的保护方法提供有力的支撑。主要研究内容包括:首先,依据小水电的自身结构和运行特点,并基于我国南方某地区配电网的小水电上网接线图,研究含小水电配电网中各种模块的原理和组成,在此基础上,搭建基于PSCAD/EMTDC仿真平台的小水电模块、配电网模型和相关保护模块,从而基于该地区某变电站,搭建相应的小水电配电网网络。其次,针对如今配电网中广泛使用的三段式电流保护,在PSCAD/EMTDC环境下构建典型的IEEE7配电网络,分别从理论和仿真两个方面推导和研究小水电接入系统后,对电流保护Ⅰ和Ⅱ段的潜在影响,并以该保护能否可靠动作为评判依据,分析小水电的最大接入容量。再次,构建常用的反时限过电流保护模块,进行小水电接入系统后的稳态和暂态仿真。研究丰水期和枯水期时小水电由于其发电量的波动性对反时限过电流保护可靠性的影响。根据仿真结果,归纳出反时限过电流保护在小水电接入系统后可靠动作的要求和条件。最后,基于PSCAD/EMTDC平台实现了距离保护模块,并从接入容量和接入位置出发,分析小水电的接入对IEEE7配电网络中不同线路上距离保护Ⅰ和Ⅱ段的影响。依据仿真结果,获得距离保护在含小水电配电网中可靠应用的规律。
【关键词】：小水电 继电保护 PSCAD/EMTDC 配电网
【学位授予单位】：天津职业技术师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TV742;TM77
【目录】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义9-10
• 1.2 我国小水电的发展状况10-11
• 1.3 小水电的接入对电网继电保护影响机理的研究现状11-13
• 1.3.1 小水电建模研究现状11-12
• 1.3.2 小水电接入对继电保护影响机理的研究现状12-13
• 1.4 本文的主要工作13-14
• 第2章 含小水电的配电网系统的组成及其模型建立14-27
• 2.1 含小水电的配电网系统的基本组成14
• 2.2 PSCAD/EMTDC仿真软件14-15
• 2.3 小水电模块15-19
• 2.3.1 水轮机及其调速系统模块15
• 2.3.2 水轮机及其调速系统模块的实现15-17
• 2.3.3 同步发电机及其励磁系统模块17
• 2.3.4 同步发电机及其励磁系统模型的实现17-19
• 2.4 输电模块19-23
• 2.4.1 架空线模型19-21
• 2.4.2 杆塔模型21-23
• 2.5 负载模块23-25
• 2.5.1 恒定阻抗负载24
• 2.5.2 感应电动机负载24-25
• 2.6 南方某变电站小水电群流域配电网网络搭建25-26
• 2.7 本章小结26-27
• 第3章 小水电的接入系统对三段式电流保护的影响27-40
• 3.1 三段式电流保护的原理27-30
• 3.1.1 无时限电流速断保护原理27-29
• 3.1.2 带时限电流保护原理29-30
• 3.2 小水电的接入对配电网三段式电流保护的影响30-33
• 3.2.1 小水电上游AB线路末端F1处发生故障31
• 3.2.2 小水电上游BC线路末端F2处发生故障31-32
• 3.2.3 小水电下游CD线路末端F3处发生短路故障32-33
• 3.2.4 相邻馈线AF线路末端短路F4处发生短路故障33
• 3.3 三段式电流保护的仿真实现33-39
• 3.3.1 三段式电流保护模块33-34
• 3.3.2 不含小水电的配电网保护参数的确定34-35
• 3.3.3 小水电的准入容量分析35-39
• 3.4 本章小结39-40
• 第4章 小水电的接入系统对反时限过流保护的影响40-52
• 4.1 反时限过流保护40-42
• 4.1.1 反时限过流保护原理40-41
• 4.1.2 反时限过流保护的整定和时限配合41-42
• 4.2 小水电的接入对反时限过流保护的影响42-44
• 4.3 反时限过流保护的仿真实现44-50
• 4.3.1 反时限过流保护模块的搭建44-46
• 4.3.2 小水电的接入对反时限过流保护影响的仿真46-50
• 4.4 本章小结50-52
• 第5章 小水电的接入系统对距离保护的影响52-65
• 5.1 距离保护52-55
• 5.1.1 距离保护的基本原理52-53
• 5.1.2 距离保护的时限特性53-54
• 5.1.3 阻抗继电器54-55
• 5.2 小水电的接入对距离保护的影响分析55-58
• 5.2.1 故障发生在小水电的上游55-57
• 5.2.2 故障发生在小水电的下游57-58
• 5.3 距离保护的仿真58-61
• 5.3.1 距离保护模块的搭建59-60
• 5.3.2 距离保护的实现60-61
• 5.4 小水电的接入对距离保护的影响仿真61-64
• 5.4.1 小水电的接入容量对距离保护的影响61-63
• 5.4.2 小水电的接入位置对距离保护的影响63-64
• 5.5 本章小结64-65
• 第6章结论及展望65-67
• 6.1 总结65-66
• 6.2 展望66-67
• 参考文献67-70
• 致谢70-71
• 申请学位期间的研究成果及发表的学术论文71-72
• 附录Ⅰ南方某小水电群流域配电网网络PSCAD仿真实现72

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本文编号：276459