含分布式电源配电网络继电保护应用研究

论文摘要

由于传统能源的日益紧缺和环境、社会可持续协调的发展要求,可再生能源和热电产的综合利用受到了前所未有的重视。同时,由于大电网自身的缺陷、用户对供电需求的多样化和越来越高的可靠性要求,使得拥有独特的优势的分布式发电得到了飞速的发展。随着配电网络中分布式电源数量和装机容量的增加,给配电网络继电保护系统带来了影响,对系统安全稳定性带来极大的挑战。在此背景下,深入分析分布式发电对配电网络保护的影响,提出相应的保护方案和对应策略,对减少其对系统保护的影响、快速切除故障、提高分布式电源的利用率、减少停电损失,具有重要的理论意义和应用价值。本文首先对分布式发电的基本概念和配电网络继电保护的基本原理进行了介绍和分析。接着分析了分布式发电对配网保护的影响,着重分析给系统电流保护和自动重合闸的影响。全面研究了一个和多个分布式电源带给配电网络电流保护的影响,提出分布式电源接入配电网络后的电流保护方案；同时根据对自动重合闸的影响分析,提出了避免重合闸失败的保护方案。根据对分布式电源容量对配网继电保护影响的研究,从影响保护配合性和可靠性的角度初步探讨了分布式电源的容量问题；根据短路电流分配机制的原理,对分布式电源的并网问题进行深入研究,同时研究了分布式电源并网位置对保护的影响规律,提出多个分布式电源并网的次序方案。应用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC进行配电网模型的建立和大量的数字仿真,对仿真数据通过MATLAB处理,验证了理论分析的结果和相应方案的正确性。最后,对研究工作进行了总结,并对下一步要进行的研究工作和未来的研究方向进行了展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外分布式发电对配电网继电保护研究现状
• 1.2.2 国内分布式发电对配电网继电保护研究现状
• 1.3 本文的主要工作
• 第二章 分布式发电及其配电网络继电保护原理
• 2.1 引言
• 2.2 分布式发电的概念
• 2.3 配电网络继电保护原理
• 2.3.1 继电保护的基本要求
• 2.3.2 配电网保护基本原理
• 2.4 分布式电源并网对配电网络的影响
• 2.5 本章小结
• 第三章 分布式电源对配电网络继电保护影响理论分析及改进方案
• 3.1 引言
• 3.2 分布式电源接入配网后系统短路电流分配机制的研究
• 3.3 分布式电源并网对配电网络电流保护的影响研究
• 3.3.1 系统接入单个分布式电源的影响分析
• 3.3.1.1 分布式电源下游发生故障的情况分析
• 3.3.1.2 分布式电源上游故障的情况分析
• 3.3.1.3 相邻馈线故障情况分析
• 3.3.2 系统接入多个分布式电源的影响分析
• 3.3.3 分布式电源接入配网后的电流保护方案
• 3.4 分布式电源对配配电网络重合闸的影响研究
• 3.4.1 分布式电源对配网重合闸的影响分析
• 3.4.2 避免重合闸失败的保护方案
• 3.5 本章小结
• 第四章 基于配电网保护可靠动作的分布式电源容量和并网方案的研究
• 4.1 引言
• 4.2 分布式电源容量问题对配网继电保护的影响研究
• 4.2.1 单个分布式电源的容量问题研究
• 4.2.2 多个分布式电源容量问题的研究
• 4.3 分布式电源并网位置问题对配网继电保护的影响规律研究
• 4.3.1 单个分布式电源的并网位置问题对保护的影响规律的研究
• 4.3.2 多个分布式电源并网位置问题和并网次序方案的研究
• 4.4 本章小结
• 第五章 仿真分析
• 5.1 引言
• 5.2 仿真模型的建立
• 5.2.1 仿真系统参数及其保护定值
• 5.2.2 分布式电源的模型的建立
• 5.2.3 系统模型的建立
• 5.3 分布式电源对配网保护影响的仿真分析
• 5.3.1 分布式电源对配电网速断保护的影响仿真
• 5.3.2 分布式电源对配电网过流保护的影响仿真
• 5.3.3 仿真结论
• 5.4 多个分布式电源并网位置和并网次序方案的仿真分析
• 5.4.1 系统接入一个分布式电源的仿真
• 5.4.2 系统接入多个分布式电源的仿真
• 5.4.3 仿真结论
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结
• 6.1 全文工作总结
• 6.2 后续研究工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文以及参研相关课题