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基于相分量法的配电系统短路故障分析研究

作　者: 盛爽
导　师: 王守相
学　校: 天津大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 配电系统短路分析导纳矩阵相分量法
分类号: TM713
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

配电系统是电力系统的重要组成部分,担负着直接向电网终端用户提供电能的重要任务。配电系统在网络结构和运行方式上与传统输电系统具有明显的区别,如配电系统具有辐射状结构、线路电阻与电抗的比值较大、三相不对称等特点,同时节点数目大、支路多。所以针对传统输电系统的单相分析方法已经不适用于配电系统。近年来随着智能电网的提出,人们越来越认识到配电系统的重要性,并针对目前配电网存在的诸多问题展开了研究。而当前智能电网发展的需要以及分布式电源的接入,对配网潮流及故障分析也提出了新的要求。本文分析了配电网的运行和网络特点,特别针对配电系统常用的接地方式进行了分析研究。在此基础上,提出了基于相分量法,以节点导纳矩阵建立系统数学模型的短路故障分析算法。对配电系统的主要元件,包括电源、变压器、线路、负荷以及并联电容器等,分别采用了详细的基于相坐标下的三相模型,并推导了各元件利用相分量和线分量分别表征的节点导纳矩阵,可以在潮流分析中针对配电系统的接地部分和不接地部分灵活运用。经过对配网潮流算法的研究,选择了隐式Zbus高斯算法,这种算法能够有效的处理网络分支,具有良好的收敛性和稳定性。针对不同形式的短路故障,直接对节点导纳矩阵中的相关元素进行修正便可以实现短路计算。本文考虑了金属性短路和非金属性短路两种情况,同时又分别讨论了在节点处短路和在非节点处短路的情况。对于不同的短路故障,均列出了具体的修正方法,并且将各种短路故障的修正方法在形式上进行了统一。最后,采用4节点和20节点系统对算法进行了测试,验证了算法的有效性和可行性。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-12
  1.1 课题研究的目的和意义  7-8
  1.2 配电系统短路故障分析的研究现状  8-10
  1.3 本文所做的工作  10-12
第二章配电系统的特点及三相模型  12-31
  2.1 配电网特点  12-18
    2.1.1 配电系统的基本特点  12-13
    2.1.2 配电系统的接地方式  13-18
  2.2 各元件三相模型  18-30
    2.2.1 电源模型  18
    2.2.2 配电线路模型  18-20
    2.2.3 配电变压器模型  20-27
    2.2.4 配电负荷模型  27-29
    2.2.5 并联电容器  29-30
  2.3 本章小结  30-31
第三章基于相分量法的配电系统短路分析  31-52
  3.1 配电系统短路概述  31-32
  3.2 隐式Zbus 高斯算法  32-40
    3.2.1 节点导纳矩阵  32-34
    3.2.2 算法步骤  34-36
    3.2.3 算例分析  36-40
  3.3 配电系统短路故障分析  40-51
    3.3.1 节点处发生短路故障  41-48
    3.3.2 非节点处发生短路故障  48-49
    3.3.3 算例分析  49-51
  3.4 本章小结  51-52
第四章结论与展望  52-54
参考文献  54-57
发表论文和科研情况说明  57-58
致谢  58

基于相分量法的配电系统短路故障分析研究

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