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分布式发电对配电网的影响

作　者: 郭如春
导　师: 王守相；杨希斌
学　校: 天津大学
专　业: 电气工程
关键词: 分布式发电继电保护可靠性
分类号: TM727
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着世界能源和环境问题的日益尖锐,以常规能源为动力的传统的集中式发电的弊端也越来越明显,与此同时分布式发电作为传统集中发电的有效补充,越来越受到人们的重视。分布式发电具有灵活、环保和高效等优点,它是未来能源领域的一个重要发展方向。随着大规模分布式电源的并网运行,传统的单电源、辐射状的配电网结构逐渐向多电源、网格状结构转变。因此,传统配电网的继电保护、可靠性评估等均需要作出相应的调整以适应分布式电源带来的冲击。本文以继电保护和可靠性评估为重点,研究了分布式电源对配电网的影响。主要工作如下:(1)介绍了分布式发电的定义,并从技术类型、所使用的一次能源以及与系统并网的方式对其进行分类。最后详细介绍了当前应用最为广泛的几种分布式发电技术,包括太阳能光伏发电、风力发电以及冷热电联供和微型燃气轮机的简单工作原理和各自的优缺点。(2)简要介绍了传统配电网继电保护的工作原理,分析了分布式电源并网运行对其接入点上游和下游保护的影响,以及相邻线路故障时DG对本线路和相邻线路故障的影响。分析了DG对重合闸的影响。(3)简要介绍了Powerfactory的主要特点和计算功能,介绍了它的两种短路计算方法的特点和应用场合,并简单分析了它们的计算原理。重点介绍了Powerfactory可靠性计算的功能。介绍了可靠性计算的应用场合与大体流程,着重分析了基于状态枚举法和故障模式影响分析法的可靠性计算步骤。(4)介绍了可靠性分析的意义,常用的可靠性分析指标以及常见的可靠性分析方法。分析了分布式电源对可靠性评估的影响方式,研究了DG在可靠性计算中的建模等问题。最后利用Powerfactory中的可靠性计算功能,结合算例系统分析了DG对可靠性的影响。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章绪论  8-12
  1.1 课题研究的背景与意义  8-9
    1.1.1 传统电网面临的问题  8
    1.1.2 分布式发电对电网的影响  8-9
  1.2 国内外的研究现状  9-11
  1.3 本论文的主要工作  11-12
第二章分布式发电技术  12-22
  2.1 分布式发电的概念  12
  2.2 分布式电源的种类  12-21
    2.2.1 太阳能发电  13-14
    2.2.2 风力发电  14-17
    2.2.3 冷热电联  17-20
    2.2.4 微型燃气轮机  20-21
  2.3 小结  21-22
第三章分布式电源的接入对配电网继电保护的影响  22-31
  3.1 概述  22
  3.2 传统配电网的继电保护  22-25
    3.2.1 电流速断保护  23
    3.2.2 限时电流速断保护  23-24
    3.2.3 定时限过电流保护  24-25
  3.3 分布式电源并网运行对继电保护及自动重合闸的影响  25-28
    3.3.1 概述  25
    3.3.2 分布式电源的类型和容量对配电网保护的影响  25-26
    3.3.3 分布式电源的接入位置对保护的影响  26-27
    3.3.4 分布式电源接入对配网重合闸的影响  27-28
  3.4 分布式发电对基于配电开关设备的馈线保护的影响  28-30
  3.5 小结  30-31
第四章 Digsilent Powerfactory 简介  31-45
  4.1 简介  31-32
  4.2 短路分析  32-36
    4.2.1 简介  32-33
    4.2.2 短路计算的完整方法  33-35
    4.2.3 短路计算的IEC60909/VDE0102 标准（等效电压源）  35-36
  4.3 可靠性分析  36-44
    4.3.1 简介  36-37
    4.3.2 可靠性分析的背景知识  37-38
    4.3.3 可靠性评估中的状态枚举法  38
    4.3.4 Powerfactory 可靠性分析中的FEA 方法  38-44
  4.4 小结  44-45
第五章分布式电源对配电网可靠性的影响  45-59
  5.1 包含DG 的配网可靠性评估的意义  45
  5.2 常用的配网可靠性评估指标  45-48
    5.2.1 负荷点指标  46-47
    5.2.2 系统指标  47-48
  5.3 配网中元件的可靠性建模  48-50
    5.3.1 配网可靠性评估中元件两状态模型  48-49
    5.3.2 分布式电源的可靠性模型  49-50
  5.4 典型结构的可靠性计算  50-51
    5.4.1 串联结构的可靠性计算  50
    5.4.2 并联系统的可靠性计算公式  50-51
  5.5 常用的可靠性评估方法  51-54
    5.5.1 解析法  52-53
    5.5.2 模拟法  53-54
  5.6 DG 对配电网可靠性评估的影响  54-55
    5.6.1 DG 的孤岛运行方式  54-55
    5.6.2 本文在计算可靠性问题时所采取的算法和所做假设  55
  5.7 算例分析  55-58
    5.7.1 备用馈线的影响  56
    5.7.2 分支线保护的影响  56-57
    5.7.3 DG 安装位置的影响  57
    5.7.4 DG 运行方式的影响  57-58
    5.7.5 DG 出力不确定性的影响  58
  5.8 小结  58-59
第六章结论与展望  59-61
  6.1 全文总结  59
  6.2 工作展望  59-61
参考文献  61-64
附录海站3911 线路结构图  64-65
致谢  65

分布式发电对配电网的影响

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