分布式电源对配电网继电保护的影响研究

论文摘要

分布式电源作为一种高效、可靠、经济的发电方式,近年来得到了国内外的广泛关注。分布式电源的快速发展给传统的电力系统注入了新的活力,同时也带来了新的挑战。多数的配电网尤其是农村配电网其结构为单电源、放射状,配电网的继电保护是以此结构为基础设计运行的。分布式电源的接入使配电网的结构发生了很大的变化,配电网的潮流分布和短路电流分布也将随之改变,因而也将影响配电网继电保护装置的正常运行。本文首先介绍了配电网常用的三段式电流保护的工作原理和整定原则,以及配电网典型的馈线自动化方案。以此为基础,建立了典型的配电网和分布式电源短路模型,分析了分布式电源的位置和容量对配电网继电保护运行以及馈线自动化的影响。研究了分布式电源接入的并网保护问题,分析了并网变压器的联接形式对并网保护的影响,介绍了并网保护的孤岛检测问题,并在此基础上分析了并网保护的基本功能和配置。针对分布式电源对配电网继电保护的影响,提出了考虑短路电流约束的分布式电源准入容量计算方法。分析了计及分布式电源的配电网短路计算,分别针对单电源和多电源接入的情况建立了准入容量计算模型,最后应用小生境遗传算法对上述模型进行求解。通过对34节点配电网模型的测试,表明了计算模型的可行性、合理性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.1.1 DG 的定义
• 1.1.2 DG 的种类和特点
• 1.1.3 DG 的应用现状
• 1.2 DG 对电力系统继电保护影响的研究现状
• 1.2.1 DG 对配电网电流保护的影响
• 1.2.2 DG 对配电网自动重合闸的影响
• 1.2.3 含 DG 配电网继电保护对策研究
• 1.3 论文的主要工作
• 2 配电网的继电保护及自动化
• 2.1 配电网的继电保护
• 2.1.1 电流速断保护
• 2.1.2 过电流保护
• 2.2 配电网自动化
• 2.2.1 基于重合器的馈线自动化
• 2.2.2 基于 FTU 的馈线自动化方案
• 2.3 小结
• 3 分布式电源对配电网继电保护及其自动化的影响
• 3.1 DG 对配电网电流保护的影响
• 3.1.1 保护误动
• 3.1.2 保护的灵敏度降低
• 3.1.3 保护可能无法识别故障
• 3.2 DG 对配电网自动化的影响
• 3.2.1 对重合器与分段器配合馈线的影响
• 3.2.2 对重合器与熔断器配合馈线的影响
• 3.2.3 对基于FTU 的环网供电网络的影响
• 3.3 算例分析
• 3.3.1 单DG 算例
• 3.3.2 多DG 算例
• 3.4 小结
• 4 分布式电源的并网保护问题
• 4.1 DG 并网变压器联接形式对并网保护的影响
• 4.2 DG 并网的反孤岛策略
• 4.2.1 孤岛的形成与危害
• 4.2.2 孤岛的检测与孤岛运行
• 4.3 DG 并网保护功能的实现及配置
• 4.4 小结
• 5 考虑短路电流约束的分布式电源准入容量计算
• 5.1 DG 准入容量的定义
• 5.2 考虑短路电流约束的含DG 的配电网模型
• 5.2.1 配电网接入DG 时短路电流的计算
• 5.2.2 考虑短路电流约束的单DG 模型
• 5.2.3 考虑短路电流约束的多DG 模型
• 5.3 准入容量的计算
• 5.3.1 准入容量的遗传算法计算
• 5.3.2 约束条件的惩罚策略
• 5.4 算例分析
• 5.4.1 单DG 算例
• 5.4.2 多DG 算例
• 5.5 小结
• 6 结论与展望
• 6.1 全文工作总结
• 6.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献