基于同步相量测量的孤岛检测研究

论文摘要

受地球上矿物资源日益衰竭以及人们环境保护意识增强的影响,传统的集中型大功率发电形式已经不能适应人们对于电力可持续发展的要求,在这种情况下,分布式发电技术得以迅速的发展壮大。与传统的集中发电相比,分布式发电具有能效高、损耗小、污染程度低、安全性高等优点,但同时它也会给电力系统带来诸如电压暂降、继电保护装置误动等新的问题,电力系统的非计划性孤岛运行就是其中突出的一项,非计划性孤岛可能严重影响电力系统运行的稳定性,威胁电力设备安全运行甚至危及人身安全,因此,对于含分布式电源的配电系统进行实时的孤岛检测,尽量缩短孤岛运行的持续时间,对于维护电力系统的安全运行、保证用户的用电质量有着重要意义。传统上的孤岛检测方法包括孤岛的主动检测法、被动检测法以及基于通讯信息的检测方法,然而每种方法都存在一定的缺点和局限性,能否找到一种既能正确、快速的反应孤岛运行状态同时又不会增加太多投入的孤岛检测方法长久以来一直是从事电力系统孤岛检测研究的专家学者开展科研工作的中心内容。随着全球定位技术以及微机计算能力的飞速发展,人们已经有能力实现同步相量实时测量,这使得基于同步相量测量技术进行孤岛检测成为了可能。基于同步相量测量装置(PMU),本文介绍了一种利用系统侧与分布式电源机端电压相角差进行电力系统孤岛检测的改进方法,分析了系统频率变化对于PMU测量结果的影响及相应的解决方法,同时还对于孤岛运行状态下如何利用同步相量的信息量保持系统与孤岛之间的同步运行的控制理论进行了初步的探讨。相关的理论分析均利用EMTDC仿真软件进行了仿真验证,仿真结果证明了理论分析的正确性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 分布式发电
• 1.2.1 分布式发电的分类
• 1.2.2 分布式发电的优缺点
• 1.3 国内外分布式发电的发展现状
• 1.4 本文的研究意义
• 1.5 课题的研究内容
• 第二章 微电网的发展与同步相量测量系统的研究
• 2.1 微电网的定义及其特点
• 2.1.1 微电网定义
• 2.1.2 微电网的结构
• 2.1.3 微电网的特点
• 2.1.4 微电网的仿真
• 2.2 同步相量测量技术
• 2.2.1 PMU 的发展和应用现状
• 2.2.2 GPS 的结构和特点
• 2.2.3 PMU 的结构和工作原理
• 2.2.4 PMU 的功能
• 2.2.5 PMU 的算法
• 2.2.6 PMU 在保护控制领域应用的技术难点
• 2.3 本章小结
• 第三章 基于同步相量测量的微电网孤岛检测方案的研究
• 3.1 微电网孤岛检测的必要性
• 3.2 微电网孤岛检测方法
• 3.3 基于PMU 的微电网孤岛检测方法
• 3.3.1 基于PMU 的孤岛检测方法
• 3.3.2 用于孤岛检测的PMU 算法的改进
• 3.3.3 基于PMU 孤岛检测方法的优点和存在的问题
• 3.3.4 仿真算例
• 3.4 基于PMU 的孤岛同步运行控制策略
• 3.4.1 孤岛同步运行的概念和意义
• 3.4.2 孤岛同步运行的前提
• 3.4.3 基于PMU 的孤岛同步运行控制策略
• 3.5 本章小结
• 第四章 结论
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢