论文题目: 配电系统电压跌落问题的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 电力系统及其自动化
作者: 王宾
导师: 潘贞存
关键词: 配电系统,电能质量,电压跌落,状态估计,可观性分析,不良数据辨识,传播分析,继电保护
文献来源: 山东大学
发表年度: 2005
论文摘要: 电压跌落问题是目前工业化国家最重要的电能质量问题之一。配电系统故障发生率较大、电压跌落持续时间较长,严重地影响着低压用户的正常运行。因此本文主要面向配电系统电压跌落问题,研究了电压跌落的状态估计技术,探讨了电压跌落在配电系统中的特性及传播过程,并且从继电保护的角度提出了相应的评估方法和治理措施。主要工作有: (1) 首次提出了‘配电系统电压跌落状态估计’的新概念。并且基于最小二乘原理发展了一套实用的电压跌落状态估计算法(ISSE method),实现了对整个配电网络或者不同馈线之间的暂态电能质量优劣的评估。该算法充分考虑了配电系统电压跌落幅值曲线的电路特性,因此具有拟合精度高、速度快等特点。 (2) 提出了基于分界点树状结构的故障路径搜索方法。该方法以分界点为搜索节点、以馈线段为搜索半径大大地提高了搜索速度,也保证了较强的抗噪声能力。同时对故障路径末馈线段的逐点搜索也有效地解决了合理确定故障点的问题。 (3) 基于故障电流叠加原理,构造了电压跌落状态估计可观性分析的数学模型,合理地解决了部分故障路段不可观的问题。 (4) 指出了随着信噪比的递减,电压跌落状态估计误差呈二次函数递增的现象,并且构造了不良数据修正的数学模型。该模型的提出大大地提高了低信噪比情况下电压跌落状态估计的精度。 (5) 量化分析了110kV以下配电系统故障引起的电压跌落影响低压用户(400V)的两个主要因素:变压器接线方式以及中性点接地方式。指出了对于110kV网络,两相短路故障存在‘超越状态’,短路电流值较小,速断保护可能没有足够的灵敏度,需要后备保护来动作,大大地延长了电压跌落的持续时间,将带来严重的后果。针对35kV、10kV系统,提出了从电压跌落的角度来评价中性点接地方式的观点。量化分析了不同中性点接地方式配电系统的电压跌落水平,指出了中性点不接地系统、谐振接地系统能够提供较好的暂态电能质量水平。而中性点经小电阻接地系统,单相接地故障时线差电压趋向于畸变极小值,会带来严重的电压跌落。 (6) 分析了与低压用户密切相关的各项电能质量指标,针对目前的电能质量监测
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1．1 引言
1．2 电能质量的定义与相关问题的基本分类
1．2．1 电能质量的定义
1．2．2 电能质量相关问题的基本分类
1．2．2．1 从电能质量的相关指标来分类
1．2．2．2 从电能质量问题的研究角度来分类
1．3 电压跌落问题的研究方法及研究现状
1．3．1 电压跌落的定义
1．3．2 电压跌落的相关标准
1．3．3 电压跌落的检测与波形识别
1．3．4 配电系统电压跌落监测结果分析
1．3．5 配电系统电压跌落的数值计算与传播分析
1．3．5．1 电压跌落的数值计算方法
1．3．5．2 配电系统电压跌落的传播分析
1．3．6 配电系统电压跌落控制策略与治理措施
1．4 本课题的主要研究方向和内容
第二章 配电系统电压跌落状态估计分析
2．1 引言
2．2 电压跌落状态估计的基本模型
2．2．1 经典状态估计模型
2．2．2 电压跌落状态估计模型
2．3 单电源辐射状网络的电压跌落状态估计技术
2．3．1 最小二乘曲线拟合算法的弊端
2．3．2 电压跌落状态估计算法-Sag State Estimation method(SSE)
2．3．3 简单算例仿真
2．4 电压跌落状态估计算法的实用性分析
2．4．1 分支线与故障路径选择问题
2．4．2 过渡电阻的影响
2．4．3 不对称性故障与单相监测表问题
2．4．4 混合线路问题
2．4．5 配电变压器接线方式问题
2．4．5．1 不同变压器接线方式对电压向量的传播特性
2．4．5．2 变压器接线方式对电压跌落状态估计的影响及对策
2．5 算例仿真分析
2．5．1 单机辐射状网络拓扑算例仿真
2．5．2 量测量叠加噪声的算例仿真
2．5．3 电压跌落状态估计精度分析
2．6 本章小结
第三章 复杂配电系统电压跌落状态估计及不良数据检测
3．1 引言
3．2 复杂配电网络故障路径搜索分析
3．2．1 配网电压跌落幅值分布规律
3．2．2 复杂配电网络故障路径搜索原则
3．2．3 算例分析
3．2．3．1 量测量叠加噪声的单机辐射状网络算例分析
3．2．3．2 双机辐射状网络算例分析
3．3 复杂配电系统电压跌落状态估计及系统可观性分析
3．3．1 复杂配电系统电压跌落状态估计面临的问题
3．3．2 多电源辐射状网络电压跌落状态估计可观性分析
3．3．3 环网电压跌落状态估计算法及可观性分析
3．3．4 算例仿真
3．4 不良数据的检测
3．4．1 电压跌落幅值特性分析
3．4．2 不良数据检测及修正算法
3．4．3 算例分析
3．5 电压跌落状态估计算法流程
3．6 本章小结
第四章 配电系统电压跌落的特性与传播分析
4．1 引言
4．2 高压配电系统(110kV)故障引起的电压跌落特性分析
4．2．1 110kV不对称故障引起的电压跌落特性分析
4．2．1．1 单相接地故障分析
4．2．1．2 两相短路故障分析
4．2．1．3 两相接地故障分析
4．2．2 电压跌落极值出现时伴随的系统状态分析
4．2．2．1 两相短路故障状态
4．2．2．2 单相接地故障状态
4．2．2．3 两相接地故障状态
4．2．3 110kV中性点有效接地系统电压跌落仿真算例
4．3 中低压配网故障引起的电压跌落特性分析及中性点接地方式的选择
4．3．1 中低压配电系统接地故障分析
4．3．2 暂态电能质量指标约束下配电系统接地方式的选择
4．3．2．1 中性点不接地方式
4．3．2．2 谐振接地方式
4．3．2．3 中性点经电阻接地方式
4．4 本章小结
第五章 配电系统电压跌落的监测与治理分析
5．1 引言
5．2 基于低压用户侧的暂态电能质量监测方案与装置设计
5．2．1 电能质量监测技术现状
5．2．2 基于低压用户侧的暂态电能质量网络监测方案
5．2．2．1 电能质量监测指标与监测特性分析
5．2．2．2 电能质量监测仪的组网特性分析
5．2．3 基于低压用户侧的电能质量监测仪硬件平台设计
5．2．3．1 输入调理模块
5．2．3．2 网络通讯模块
5．2．3．3 电源模块
5．3 配电线路三段式电流保护的跌落保护性能评估
5．3．1 我国中压配电线路保护配置方案简介
5．3．2 配电线路电流保护的电压跌落保护性能评估模型分析
5．3．2．1 电流保护的电压跌落安全域评估模型及评估指标
5．3．2．2 电流保护的电压跌落保护性能评估模型及评估指标
5．3．2．3 故障母线电压与故障电流的函数关系
5．3．2．4 两相短路故障母线电压分析对象的确定
5．3．3 算例分析
5．4 配电线路全线速切电压跌落保护治理方案的研究
5．4．1 单端失选择性全线速切保护
5．4．1．1 单端失选择性全线速切保护方案
5．4．1．2 单端失选择性全线速切保护方案的经济评估
5．4．1．3 经济评估算例
5．4．2 双端量配电线路全线速切保护
5．4．2．1 双端量配电线路全线速切保护的基本原理
5．4．2．2 双端量配电线路全线速切保护的通信方式
5．5 本章小结
第六章 结论
参考文献
作者攻读博士学位期间发表的学术论文
作者攻读博士学位期间参加的科研工作
致谢
学位论文评阅及答辩情况表
发布时间: 2005-10-17
参考文献
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- [4].电网电压跌落下双馈风电机组运行控制与保护研究[D]. 王伟.哈尔滨工业大学2013
- [5].UPQC电流谐波与电压跌落补偿技术研究[D]. 沈虹.天津大学2009
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- [6].电能质量远程监测与有源电力滤波研究[D]. 杨杰.华南理工大学2003
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