含变流器分布式发电系统动态重构方法

摘要

近年来，全球传统化石能源的日益衰竭，而全球经济发展对电力的需求却日益增长。于是以风能、太阳能等可再生能源发电的分布式发电（Distributed Generation，DG）技术，逐渐成为国内外的研究热点。分布式电源以微电网的形式大规模接入电网，变流器作为关键能量转换装置将广泛存在于分布式发电物理系统中。另一方面，为促进网络信息化和智能化，符合IEC61850标准的智能电子设备（Intelligent Electronic Devices，IED）也广泛应用于分布式发电中，构成分布式发电信息系统来完成系统中设备间的信息交互。但是，分布式发电系统的生产环境通常十分恶劣如沙漠和海上等，分布式发电中的设备可能发生故障从而造成物理系统或信息系统的瘫痪，进而导致电力事故造成经济损失和资源浪费。针对这一难题，本文提出了分布式发电系统动态重构方法，分别从信息系统和物理系统的角度来实现整个系统的动态重构，重构后的系统可以继续健康运行，从而提高分布式发电的安全性和可靠性。
　　为实现分布式发电系统的动态重构方法，本文研究了IEC61850标准、即插即用技术和多代理技术。IEC61850标准采用面向对象的信息建模方法和灵活的通信结构，使设备具有良好的自描述能力，能满足设备的互操作性需求；基于UPnP协议的即插即用技术可在线管理和控制设备，可实现故障设备和健康的备用设备之间的切换；多代理技术能够分布式化解决复杂问题，能很好地适应分布式发电系统网络结构的变化。
　　IEC61850国际标准针对控制、保护和计量等设备及功能制定了通用信息模型，还定义了电力系统层级式通信网络架构。基于该标准的分布式发电信息系统，是实现分布式发电智能化的基础。而信息系统中相关设备可能发生故障，进而导致系统功能缺失。针对这一问题，本论文以IED设备动态重构为用例，研究了IED动态重构方法及流程，为分布式发电信息系统动态重构的研究提供了良好基础。
　　在分布式发电物理系统中设备如变流器等，如果发生故障不能自恢复，不仅会导致电力故障，还会造成巨额维修费用。针对这一问题，本论文以可重构变流器为用例，研究了变流器故障后的动态重构，为分布式发电物理系统动态重构的研究提供了方向。

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第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 研究现状及问题的提出

1.3 本文主要研究内容

第2章 动态重构方法与技术

2.1 动态重构方法

2.2 动态重构技术基础

2.3 本章小结

第3章 分布式发电信息系统动态重构方法

3.1 信息系统动态重构

3.2 用例研究

3.3 实验仿真设计

3.4 本章小结

第4章 分布式发电物理系统动态重构方法

4.1 物理系统动态重构

4.2 用例研究

4.3 实验仿真设计

4.4 本章小结

第5章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文及参与的科研项目