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分布式发电对配电系统继电保护的影响与对策研究

作　者: 刘海龙
导　师: 胡翔勇; 李咸善
学　校: 三峡大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 分布式发电 PQ控制配电系统重合闸广域保护
分类号: TM773
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

随着能源与环境问题的日益突出，我国以“大机组、大电网、高电压”为主要特征的大电网供电模式存在的弊端日益显现。基于可再生能源的分布式发电技术（Distributed Generation，DG）得到快速发展。分布式电源通常接入配电系统，在多个方面影响配电系统的运行，而保护问题被认为是发展分布式电源的最大技术障碍之一。大量DG的并网运行，将导致传统的辐射型结构的配电网电流保护无法满足要求，引起保护的拒动、误动、灵敏度降低等问题。因此研究分布式电源接入配电网对保护的影响以及寻找合适的保护方案是十分必要的。本文首先详细介绍了分布式电源与电网的接口技术以及逆变型分布式电源接口的控制策略，然后对故障特征进行了分析，并用MATLAB/Simulink搭建了PQ控制逆变型分布式电源的仿真模型，对三相短路故障特性进行了仿真分析，为分布式电源接入配电网对保护的影响研究奠定了基础。为了研究DG接入配电网对保护的影响，分析了PQ控制逆变型分布式电源接入简单配电网时故障电流，然后分别从DG接入位置、接入容量以及类型等方面出发，探讨了DG对配电网保护可能产生的影响，研究得出PQ控制逆变型分布式电源对配电网保护影响程度大于常规旋转型分布式电源。根据配电网重合闸与保护的配置情况，对DG并入配电网后对重合闸的影响进行了研究，主要表现在非同期重合闸和无压检定等方面，并用PSCAD/EMTDC搭建仿真模型对非同期重合闸和系统侧保护的重合闸无压检定的影响进行了仿真验证。根据含DG的配电网结构特点以及未来电网保护的发展方向，在基于IED通信保护的基础之上，提出了适应含DG配电网的广域差动保护方案，在该方案中仅利用突变量电流模值来判断故障所在支路方向，讨论了实际电网结构划分主后备保护区及IED交换信息的关联域。根据方向动作值和故障方向综合值来确定故障所在位置，并在此基础上提出了含DG的配电网保护的基本流程。最后利用MATLAB/Simulink仿真验证保护判据的正确性，证明了该保护方案对含DG的配电网保护的有效性。文章最后对研究内容进行了全面的总结，并指出进一步的研究方向。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
引言  9-10
1 绪论  10-17
  1.1 课题的目的和意义  10-11
  1.2 分布式发电概况  11
  1.3 配电网的特点及保护配置现状  11-14
  1.4 分布式电源接入配电网保护研究现状  14-16
  1.5 论文的主要工作  16-17
2 分布式电源的运行与故障特性  17-27
  2.1 分布式电源的运行方式  17
  2.2 分布式电源的与电网的接口  17-18
  2.3 逆变型分布式电源的控制策略  18-20
  2.4 分布式电源的故障特性  20-22
  2.5 PQ 控制逆变型 DG 模型建立与故障仿真分析  22-26
  2.6 本章小结  26-27
3 分布式电源对配电网继电保护影响的理论与仿真分析  27-43
  3.1 逆变型分布式电源故障电流分析  27-28
  3.2 分布式电源接在馈线末端对保护的影响  28-29
  3.3 分布式电源接在中间母线对保护的影响  29-34
  3.4 分布式电源从线路中间点 T 接入对上游保护的影响  34-36
  3.5 故障发生在 DG 相邻的线路对保护的影响  36-39
  3.6 对重合闸的影响  39-42
  3.7 本章小结  42-43
4 保护方案研究  43-57
  4.1 引言  43
  4.2 适应含 DG 配电网的广域方向纵联保护要求  43-44
  4.3 动作判据分析  44-47
  4.4 动作判据仿真分析  47-50
  4.5 保护方案关联域的划分和数学描述  50-53
  4.6 保护配置方案及故障区域判断流程  53-56
  4.7 本章小结  56-57
5 总结与展望  57-59
参考文献  59-63
后记  63-64
附录：攻读硕士学位期间发表的论文和参加的科研情况  64

分布式发电对配电系统继电保护的影响与对策研究

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