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逆变型分布式电源故障特性分析及配电网保护策略研究

作　者: 张健
导　师: 尹项根
学　校: 华中科技大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 分布式电源逆变器故障外特性配电网继电保护
分类号: TM77
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

严重,利用以太阳能、风能为代表的可再生能源的分布式发电技术已成为重点发展战略之一。分布式电源的接入对大电网的短路电流计算和保护整定等方面带来了一些问题,已经严重制约了新能源的高效利用。在此背景下,本文围绕逆变型分布式电源故障特性及配电网保护策略问题展开研究和论述。本文在综述分布式电源的发展现状,以及继电保护面临的主要问题的基础上,首先针对逆变型分布式电源的故障电流特性问题,论述了故障点位置对逆变型分布式电源的短路电流特性的影响;并从继电保护的角度分析了逆变器分布式电源故障电流对保护性能的影响,提出含此类分布式电源的配电网保护构建时需要注意的问题。针对目前国内的逆变器一般采用双环控制策略的特点,分析了双环控制下的电压源逆变器的结构和工作原理。并从继电保护的研究和应用角度出发,提出了对称运行和不对称运行条件下的逆变型分布式电源等值模型,最后通过仿真分析验证了传统的序分量方法在此类分布式电源短路电流计算中的适用性。论文分析了分布式电源接入后对配电网保护性能的影响,提出了对含分布式电源的配电网保护整定的评估分析方法。采用阻抗矩阵分析法计算配电网发生故障时母线间流过的短路电流,提出了含高渗透率分布式电源的配电网保护评估方法。针对逆变型分布式电源短路电流的多态性故障特征,提出了新型的配电网过电流保护整定方法,并用仿真验证了其有效性。随后针对分布式电源接入后配电网运行方式变化过大的特点,提出了将距离保护应用到配电网中的保护方案。为防止由于分布式电源接入引起配电网非同期合闸和电弧重燃,增加分布式电源的故障穿越能力,论文研究分析了分布式电源穿越运行带来的问题。针对配电网钱前、后重合闸加速方式下分布式电源故障穿越能力不同的特点,分别提出了相应的重合闸协调配合动作技术方案,最后通过仿真计算验证了所提出的技术措施的有效性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-17
  1.1 引言  9-10
  1.2 课题的背景以及研究现状  10-15
  1.3 论文的主要工作与章节安排  15-17
2 逆变型分布式电源短路电流多态性分析  17-26
  2.1 引言  17
  2.2 电力电子器件IGBT 的承流能力分析  17-21
  2.3 电力电子器件IGBT 的过流保护分析  21-22
  2.4 逆变型分布式电源短路电流特性仿真分析  22-24
  2.5 逆变型分布式电源故障电流特性对保护性能的影响分析  24
  2.6 小结  24-26
3 逆变型分布式电源短路计算等值模型的研究  26-33
  3.1 引言  26
  3.2 逆变器双环控制策略的分析  26-28
  3.3 逆变型分布式电源等值模型的研究  28-29
  3.4 仿真分析  29-32
  3.5 小结  32-33
4 分布式电源接入后对配电网保护的评估分析  33-43
  4.1 引言  33
  4.2 分布式电源接入后对配电网保护的影响分析  33-35
  4.3 单个分布式电源接入后对配电线路保护性能的影响评估  35-38
  4.4 多个分布式电源接入后对配电线路保护性能的影响评估  38-42
  4.5 小结  42-43
5 计及逆变型分布式电源故障特性影响后的保护整定方法研究  43-54
  5.1 引言  43
  5.2 含逆变型分布式电源的配电网过电流保护整定方法研究  43-46
  5.3 对距离保护在含分布式电源的配电网中应用的研究  46-51
  5.4 仿真分析  51-53
  5.5 小结  53-54
6 分布式电源低压穿越运行及相关技术研究  54-64
  6.1 分布式电源接入后对配电网重合闸影响分析  54-56
  6.2 重合闸前加速下分布式电源低压穿越运行措施的研究  56-57
  6.3 重合闸后加速下分布式电源低压穿越运行措施的研究  57-59
  6.4 仿真分析  59-62
  6.5 小结  62-64
7 全文总结与展望  64-66
  7.1 全文总结  64-65
  7.2 下一步工作展望  65-66
致谢  66-67
参考文献  67-72
附录作者在攻读硕士学位期间主要的科研工作  72

逆变型分布式电源故障特性分析及配电网保护策略研究

内容摘要

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