光伏微电网配电系统的保护研究

摘要

近年来，能源需求与环境保护之间的矛盾日益突出，传统的集中式供电模式的弊端显现出来，分布式电源（Distributed Generation，DG）作为大电网的补充，以能源利用率高、环境兼容性好等优点迅速发展起来，微电网随着分布式发电的发展而出现，光伏微电网是分布式电源并网的重要形式之一。DG的接入改变了配电网拓扑结构，导致微电网内传统继电保护不能满足要求；DG的接入同时对自动重合闸产生影响。随着智能电网的发展建设，微电网的发展前景广阔，因此研究适用于微电网的配电网保护方案是十分必要的。
　　本研究对逆变型分布式电源(IIDG)故障响应进行分析，确定了PQ控制型DG的等效模型为受控电流源，为后续仿真提供理论基础和依据。DG的接入改变了电网单电源、辐射型、单向潮流的特点，从而引起电流保护装置出现拒动、误动等现象，降低了保护的选择性和灵敏性。在此基础上，定量分析了对配电网电流保护和重合闸的影响，在PSCAD/EMTDC环境下搭建了仿真模型，验证了相关结论。采用基于广域保护的保护方案。该方案主要分为两个步骤：第一步是利用智能电子装置（IED）采集电流信息，通过比较故障电流幅值确定故障方向，进而锁定故障区域；第二步是针对故障支路，利用故障区域内各IED信息准确定位并切除故障。本文所提方案馈线网络描述矩阵直观性好，占用内存小，方便计算分析；故障定位所需信息量小，理论成熟，可靠性高，适应性强。利用PSCAD/EMTDC对保护方案进行仿真分析，验证了方案的可行性、正确性。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 研究现状

1.3 论文思路和内容安排

第二章 光伏微电网并网系统模型及其控制策略

2.1 光伏并网发电系统分类

2.2 光伏并网发电系统模型及其控制策略

2.3 本章小结

第三章 微电网故障特性及对配电网保护的影响

3.1 微电网故障特性及PQ控制型DG的等效模型

3.2 传统配电网继电保护

3.3 自动重合闸

3.4 PV接入对配电网馈线保护的影响

3.5 PSCAD仿真验证

3.6 本章小结

第四章 光伏微电网馈线广域保护方案研究

4.1 微电网内部整体保护配置

4.2 广域保护

4.3 广域保护方案

4.4 广域保护的流程和特点

4.5 并网点保护方案的改进

4.6 PSCAD仿真分析

4.7 本章小结

第五章 总结与展望

参考文献

致谢