分布式发电条件下配电网的继电保护整定优化

论文摘要

为了缓解日益严峻的能源和环境问题,越来越多的分布式电源开始投入使用,其中有些被接入了配电网。这些电源的接入使原来放射式的网络变为电源和用户互联的网络,潮流不再单向地从变电站母线流向各负荷。因此分布式电源并网运行会对电网的安全性、可靠性、电能质量、故障水平、控制方式等个方面都有一定影响。在分布式电源接入的情况下,配电网仍然沿用了传统的保护系统,没有很快做出相应的改变,但这时保护之间的配合关系已经无法满足。本文对多个接有分布式电源的配电网络进行了仿真,比较了故障发生在不同位置时的情况,重点分析了分布式电源的接入位置与其带来的影响的关系,总结了分布式电源对配网中电流保护、自动重合闸、熔断器的影响,并以两个典型的网络结构为例阐述了这些影响。为了克服分布式电源并网对继电保护的影响,本文以反时限过电流保护为例,将其整定问题作为优化问题处理。反时限保护需要优化的参数主要有时间整定系数和启动电流。在优化计算过程中,可以将时间整定系数看作是连续可调的;而电流整定值则是离散的。因此,本文使用了非线性整数规划模型描述保护优化问题。本文使用粒子群算法(Particle Swarm Optimization, PSO)求解继电保护整定优化问题。但是基本粒子群算法是一种处理连续问题的优化方法,并不完全适用于非线性整数规划问题模型。本文使用一种新的方法对原始算法进行了离散化处理,使之能够适用于本文的问题模型。同时,文中对算法的迭代过程也做了一些改进,以获得更好的稳定性和收敛速度。通过对两个算例的分析可看到改进算法的效果以及粒子群算法解决分布式电源并网情况下反时限过流保护整定问题的能力。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 分布式发电的作用
• 1.2.1 分布式电源是环境友好的电源
• 1.2.2 分布式电源可以改变当前电力系统的运行模式
• 1.3 分布式发电的研究现状
• 1.3.1 分布式发电的研究概况
• 1.3.2 分布式发电并网的研究现状
• 1.3.3 继电保护整定优化的研究现状
• 1.4 本文的主要内容
• 第2章 分布式发电对电网的影响
• 2.1 引言
• 2.2 分布式电源对电力系统的有利影响
• 2.3 分布式电源对电力系统的不利影响
• 2.4 准入容量
• 2.5 本章小结
• 第3章 分布式发电对配电网保护的影响
• 3.1 引言
• 3.2 继电保护
• 3.2.1 继电保护简介
• 3.2.2 电流保护的配合关系
• 3.2.3 反时限电流保护
• 3.2.4 分布式电源的保护
• 3.3 分布式发电对配电网保护系统的影响
• 3.3.1 存在两条平行出线时的情况
• 3.3.2 存在多级线路的情况
• 3.3.3 分布式发电对配电网保护的影响分析
• 3.3.4 可能的解决方案
• 3.4 本章小结
• 第4章 粒子群算法及其在继电保护整定中的应用
• 4.1 引言
• 4.2 反时限保护的整定优化
• 4.3 优化问题及粒子群算法
• 4.3.1 优化问题简介
• 4.3.2 粒子群算法简介
• 4.4 改进的粒子群算法
• 4.4.1 算法的离散化
• 4.4.2 算法中参数的调整
• 4.5 本章小结
• 第5章 算例及仿真
• 5.1 引言
• 5.2 改进算法的效率分析
• 5.3 算法在优化整定中的应用
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢