本文關鍵詞：包含微電網的電網故障分析與保護研究

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【摘要】：由于受能源危機和部分地區(qū)供電問題的影響,分布式發(fā)電技術已經發(fā)展的越來越快。然而,分布式電源零散的接入電網中,會對電網造成如電能質量,協調控制,保護管理等多方面的影響。因此,對于多分布式電源并網,提出了微電網概念,將分布式電源集中供電,便于管理,微電網也因其優(yōu)于分布式電源零散供電的特性,越來越受到來了人們的重視。微電網雖然有諸多優(yōu)點,然而,由于分布式電源的接入,也帶來了一些問題。首先網絡的拓撲結構發(fā)生了改變,由傳統(tǒng)電網由單一電源供電的模式變成了多電源的模式,拓撲結構由單向變?yōu)槎噍椛?因此就造成了微電網并網的潮流雙向的問題;其次由于分布式電源中帶有大量電力電子器件,造成的微電網短路電流與傳統(tǒng)電網的短路電流差異很大。因此在考慮包含微電網的繼電保護問題時,需要考慮到短路電流變化和潮流變化,傳統(tǒng)的保護策略已經不能滿足包含微電網的電網繼電保護問題,需要重新針對微電網短路電流變化、潮流雙向等問題提出新的保護方案。本文分析了分布式電源的特性,首先建立分布式電源模型,組建微電網,在深刻分析了微電網并網后對電網繼電保護問題的影響和包含微電網的電網故障特性之后,提出了對差動電流法改進的序分量保護方案,并在構建好的微電網模型中對故障進行了仿真分析,驗證了保護方案的可行性。具體的研究分析內容如下:(1)介紹并分析了幾種常見的分布式電源,包括太陽能發(fā)電、風力發(fā)電單元及微型燃氣輪機的數學模型,及其發(fā)電原理以及優(yōu)缺點,比較了儲能單元中超級電容與傳統(tǒng)儲能裝置的不同,分析各自的優(yōu)缺點以及使用場合;然后分析了幾種微電網模型,主要針對CERTS模型,介紹了不同母線所適用的微電源種類以及應用。(2)基于PSCAD軟件,對不同種類的微電源進行數學建模,對并網的拓撲結構進行分析建模,對并網逆變器的控制主要分析,在并網和孤島模式下由于配電網的存在與否,采用不同的控制方法,分別對其進行PQ控制和V/f控制,保證電網電壓穩(wěn)定,輸出穩(wěn)定。最后,在微電源的模型基礎上構建微電網模型。(3)分析了包含微電網的電網故障時與傳統(tǒng)電網保護的不同之處,從微電源接入位置、微電源容量這兩個方面分析了故障發(fā)生在不同位置時對微電網繼電保護的影響;同時分析了微電源的并網對自動重合閘的影響,還有多個微電源同時并入一條饋線時的保護協調問題。然后通過構建好的微電網模型,對故障進行仿真分析,驗證了包含微電網的電網故障特性。(4)分析了微電網的主要保護策略,并針對差動電流法的對單相接地故障上游區(qū)域無法準確保護的問題,提出了基于序分量的保護方法,彌補差動電流法的不足。兩者結合提出相應的保護方案,起到了很好的保護效果。利用建立的微電網的仿真模型,對不同情況的故障進行仿真。通過仿真,確定保護定值,驗證了文章中利用序分量的微電網系統(tǒng)保護方案的可行性。
【關鍵詞】：微電網 繼電保護 分布式電源 序分量保護法 故障分析
【學位授予單位】：湖南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM77
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 課題研究背景和意義11-12
• 1.2 國內外研究現狀12-15
• 1.2.1 國外研究現狀13
• 1.2.2 國內研究現狀13-15
• 1.3 微電網繼電保護的特點及其困難15-16
• 1.4 本文所做主要工作16-17
• 第二章 微電源與微電網模型分析17-29
• 2.1 典型微電源17-24
• 2.1.1 太陽能光伏發(fā)電單元17-19
• 2.1.2 風力發(fā)電單元19-21
• 2.1.3 微型燃氣輪機單元21-22
• 2.1.4 儲能單元22-24
• 2.2 微電網模型24-28
• 2.2.1 CERTS微電網模型24-25
• 2.2.2 不同類型微電網模型25-28
• 2.3 本章小結28-29
• 第三章 微電網建模29-48
• 3.1 引言29-30
• 3.2 微電源結構與并網系統(tǒng)模型30-38
• 3.2.1 光伏發(fā)電模型30-33
• 3.2.2 風力發(fā)電模型33-34
• 3.2.3 微型燃氣輪機模型34-38
• 3.3 逆變器模型38-45
• 3.3.1 逆變器工作原理39-41
• 3.3.2 三相逆變器控制方法及原理41-45
• 3.4 微電網模型構建45-47
• 3.5 本章小結47-48
• 第四章 微電網接入對電網繼電保護影響及故障分析48-66
• 4.1 微電網的技術特點48
• 4.2 微電源并網對配電網繼電保護系統(tǒng)的影響48-59
• 4.2.1 微電源的接入位置對微電網保護的影響49-53
• 4.2.2 微電源的容量對微電網過電流保護的影響53-54
• 4.2.3 微電源對配電網自動重合閘裝置產生的影響54-56
• 4.2.4 多個微電源接入配電網對過電流保護協調的影響56-58
• 4.2.5 微電源接入對配電網的其他影響58-59
• 4.3 微電網故障特性分析59-65
• 4.3.1 并網模式下故障分析60-63
• 4.3.2 孤島模式下故障分析63-65
• 4.4 本章小結65-66
• 第五章 基于序電流法的微電網系統(tǒng)保護66-84
• 5.1 引言66-67
• 5.2 常見的微電網繼電保護方法67-68
• 5.2.1 基于差動電流的微電網保護策略67
• 5.2.2 基于擾動電壓量的保護方法67-68
• 5.2.3 諧波畸變法68
• 5.2.4 無通道保護68
• 5.3 基于差動電流法改進的序分量法的微電網系統(tǒng)保護原理68-74
• 5.3.1 微電網繼電保護的保護原則69
• 5.3.2 保護方法的選取69-70
• 5.3.3 基于序分量的微電網系統(tǒng)保護原理70-74
• 5.4 利用序分量保護的微電網系統(tǒng)參數整定74-79
• 5.4.1 不平衡負載的影響75-76
• 5.4.2 單相接地故障下保護定值76-78
• 5.4.3 相間故障保護定值78-79
• 5.5 利用序分量保護的微電網系統(tǒng)動作分析79-83
• 5.5.1 保護協調及保護方案設定79-80
• 5.5.2 微電網外部故障80-81
• 5.5.3 微電網母線故障81-83
• 5.5.4 微電網內部故障83
• 5.6 本章小結83-84
• 第六章 總結與展望84-86
• 6.1 總結84-85
• 6.2 展望85-86
• 參考文獻86-89
• 致謝89-90
• 附錄 攻讀學位期間參與的科研項目90

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1 鄭漳華;艾芊;;微電網的研究現狀及在我國的應用前景[J];電網技術;2008年16期

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7 王t，

本文編號：1095878