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含分布式电源的配电网新型保护方案研究

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摘要

第1章 绪论

1.1 研究背景及研究意义

1.2 国内外发展与研究现状

1.2.1 分布式电源的国内外发展现状

1.2.2 含分布式电源的配电网保护国内外研究现状

1.3 论文主要工作与组织结构安排

第2章 DG接入对配电网保护的影响

2.1 传统配电网保护配置介绍

2.1.1 三段式电流保护

2.1.2 自动重合闸

2.2 含分布式电源的配电网短路电流计算

2.3 分布式电源接入位置对配电网电流保护的影响

2.3.1 分布式电源接于变电站出口母线

2.3.2 分布式电源接于故障线路相邻馈线

2.2.3 分布式电源接于故障馈线

2.4 分布式电源接入容量对配电网电流保护的影响

2.5 分布式电源接入对配电网自动重合闸的影响

2.5.1 分布式电源接入对前加速自动重合闸的影响

2.5.2 分布式电源接入对后加速自动重合闸的影响

2.6 DG接入对配电网传统保护的影响的仿真验证

2.6.1 仿真模型

2.6.2 DG不同接入位置时的仿真分析

2.6.3 DG不同接入容量时的仿真分析

2.7 本章小结

第3章 基于区域故障信息的分布式保护方案研究

3.1 基于区域故障信息的故障处理策略研究

3.1.1 广域保护方法原理概述

3.1.2 广域保护系统结构分析

3.2 基于区域故障信息的分布式保护方案设计

3.2.1 总体保护方案设计

3.2.2 保护方案工作流程

3.2.3 智能终端故障辨识算法

3.2.4 智能终端工作模式

3.3 保护方案静态模拟测试

3.3.1 静态模拟实验平台的设计

3.3.2 静态模拟测试

3.6 本章小结

第4章 基于大数据分析的状态监测与故障处理方法

4.1 状态监测与故障处理策略与方案设计

4.1.1 总体策略

4.1.2 方案设计

4.2 状态监测与故障处理算法设计

4.2.1 数据预处理

4.2.2 数据融合

4.3 数据分析与可视化

4.3.1 多维尺度降维

4.3.2 离群点检测

4.4 故障判定与故障处理

4.4.1 故障启动判据

4.4.2 故障处理判据

4.5 保护方案静态模拟测试

4.5.1 静态模拟实验平台的设计

4.5.2 静态模拟测试

4.5 本章小结

第5章 分布与集中相结合的分层复合式保护方案研究

5.1 分层复合式保护方案必要性分析

5.2 分层复合式保护方案设计

5.2.1 总体策略设计

5.2.2 保护系统结构设计

5.3 故障处理实例分析

5.4 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间取得的研究成果

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摘要

基于电网经济性与安全性的考虑,分布式电源(Distributed Generation,DG)通常直接接入中、低压配网。当前,我国传统的配电网多为单电源辐射型结构,系统中的电流单向分布,保护无需考虑方向性。分布式电源接入后,配电网变成了多电源系统,加之新能源类型的分布式电源具有一定的随机性,使得配电网在正常运行工况下可能出现双向不定潮流问题,传统的保护方法难以满足DG接入条件下配电网的安全稳定需求。因此,本文以高比例DG接入的配电网为应用背景,开展配电网保护新方案的研究,具体工作如下:
  首先介绍了传统配电网阶段式电流保护以及自动重合闸的基本原理,并针对DG不同接入位置、不同接入容量对故障电流的影响进行了理论分析与仿真验证,为后续新型保护方案的设计提供参考依据。
  此后,借鉴输电网广域保护的思想,并针对DG接入条件下配电网保护控制的实际困难与需求提出了一种基于区域故障信息的分布式保护方法,该方法依托智能配电网终端的相互协作完成故障的精确定位与快速隔离,很好地解决了含DG配电网的保护问题。
  紧接着,以智能配电网大数据为技术背景,提出了一种基于配电网大数据分析的集中式状态监测与故障处理方法,相对于传统的保护方法,该方法将多源故障特征量融合成一个综合特征量,从源头上提高了状态辨识的准确性与可靠性。此外,所提方法基于大数据分析结果进行辨识,避免了复杂的整定计算。
  最后,考虑到未来智能配电网的发展趋势以及保护需求,提出了一种分布与集中相结合的分层复合式保护方法,该方法将基于区域故障信息的分布式保护方法与基于大数据分析的集中式状态监测与故障处理方法进行有机结合,集中了分布式保护故障处理速度快以及集中式保护全局性好、容错性高的特点,极大地提高了故障处理的性能。
  本文围绕DG接入条件下配电网的保护控制问题展开了相关研究,提出了基于区域故障信息的分布式保护方法、基于大数据分析的集中式状态监测与故障处理方法以及分布与集中相结合的分层复合式保护方法三种不同类型的保护方法,并分别搭建了对应的静态模拟实验平台进行了模拟测试与功能验证。所做工作可为DG接入条件下配电网的保护控制提供参考,具有重要的现实意义。

著录项

  • 作者

    赵庆周;

  • 作者单位

    湖南大学;

  • 授予单位 湖南大学;
  • 学科 电气工程
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 李勇,辛建波;
  • 年度 2016
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类 TM728.1;
  • 关键词

    配电网; 分布式电源; 电流保护; 控制策略;

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