基于同步相量测量技术的配电网合环控制方法研究

摘要

随着用户对电能质量、供电可靠性等方面的要求越来越高，通过合环控制实现配电网的不停电检修与负荷转移已是大势所趋。大量具有间歇性、随机性的分布式电源、柔性负荷、电动汽车接入，使得配电网安全稳定控制的难度极大增加，合环控制问题也变得更为复杂。为保证合环控制的成功率，本文研究了基于PMU技术的配电网合环控制方法。
　　论文首先介绍了PMU技术的测量原理、算法和PMU装置的基本架构，讨论了PMU技术在配电网合环控制中的应用前景。在此基础上，假设通过PMU获取待合环网络结构参数和运行数据，考虑变压器励磁涌流的影响，详细分析了合环控制对配电网的冲击过程，包括稳态过程和暂态过程，并通过10kV馈线类和110kV母线类合环控制算例对冲击过程进行了仿真验证。
　　其次，本文在总结传统配电网合环控制条件的基础上，分析了分布式电源对合环控制条件的影响，并利用PSCAD/EMTDC软件搭建算例模型验证对分布式电源的并网容量和位置对合环控制电流的影响。此外，基于PMU数据的应用和分布式电源的调控作用，对传统合环控制条件进行了简化，并提出了配电网合环控制条件的优化方法，通过灵活调整分布式电源所在的合环网络以及实时获取配电网的运行状态，尽可能减少不必要的计算或仿真工作量。
　　最后，本文进一步提出了一套基于PMU技术的配电网合环控制系统设计方案，该系统采用PMU同步实时数据与成功经验相结合、合环条件优化与合环条件创造相结合的控制策略，充分利用配电网PMU高密度同步实时数据，以及分布式电源、柔性负荷和电动汽车等调控作用，积极创造有利的合环控制条件，对于最大程度发挥PMU和分布式电源的积极作用具有较大的参考价值。

目录

声明

1 绪论

1.1 配电网合环控制的重要性

1.2 配电网合环控制技术的发展状况

1.3 本文的研究思路和创新点

1.4 本文的主要内容和章节安排

2 PMU技术及其在配电网合环控制中的应用前景

2.1 PMU技术的发展状况

2.2 PMU测量原理及算法

2.3 PMU装置的基本架构

2.4 PMU在配电网合环控制中的应用前景

2.5 本章小结

3 合环控制对配电网的冲击过程分析

3.1 配电网的合环控制类型

3.2 合环控制稳态过程分析

3.3 合环控制暂态过程分析

3.4 合环控制电流计算流程

3.5 算例分析

3.6 本章小结

4 配电网合环控制条件及其优化方法

4.1 传统配电网的合环控制条件

4.2 含DG的配电网合环控制条件

4.3 合环控制对继电保护的影响分析

4.4 配电网合环控制条件优化方法

4.5 含DG的配电网合环控制仿真

4.6 本章小结

5 基于PMU技术的配电网合环控制系统设计方案

5.1 系统的主要功能

5.2 系统的体系架构

5.3 系统的控制方法

5.4 本章小结

6 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 今后工作展望

致谢

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间主要参与的科研和工程项目

附录2 攻读硕士学位期间申请及获得的专利