逆变型分布式电源接入配电网的故障定位方法研究

摘要

随着常规能源的日渐枯竭和环境问题的日益恶化，利用太阳能、风能等可再生能源的逆变型分布式电源（InverterInterfacedDistributedGenerator，IIDG）大规校接入配电网。逆变型分布式电源的并网彻底改变了配电网原有的单电源辐射状网络结构，并导致配电网的潮流分布及故障特性发生改变，给故障的精确定位带来了新的挑战。研究适用于含逆变型分布式电源的配电网故障定位方法对于提高配电网对分布式屯源的兼容性及提高配电网的可靠性具有重要意义。本文主要研究内容如下：
　　首先，本文研究了含逆变型分布式电源的配电网故障特性。迎过将逆变型分布式电源等效为压控电流源，构建了含逆变型分布式电源的配电网故障等效模别，分析了逆变型分布式电源接入容量和接入位置对配电网故障电流的影响。配电网故障特性的改变将使配电网中故障定位所用启动值难以整定，导致以准确整定位为基础的传统故障定位方法无法直接应用。
　　其次，研究了基于改进阻抗法的故障定位方法。考虑到目前中低压配电网馈线上电压互感器的覆盖率较低，同时为了避免对检测装置开关动作值的整定计算，本文以经济且易于实现的阻抗定位法为基础，提出了基于改进阻抗法的配电网故障定位方法。首先，利用过渡电阻纯阻性的性质，构建故障定位方程，求解得到可能的故障位置，完成粗故略障定位；然后将可能故障点视为虚拟节点，觅新形成包含虛拟节点在内的系统节点阻抗矩阵，通过比较变电站出线电压的计算值与测量值，将最接近实测电压值的虚拟节点视为最终故障点。该故障定位方法克服了传统阻抗法在定位之前易产生伪故障点等缺点。在仿真平台上验证了改进阻抗法的有效性，结果表明当过渡电阻较大及故障点距离变电站出线端较远时，该方法仍能保持较高的故障定位精度。
　　最后，研究了计及线路集中电容的含逆变型分布式电源的配电网故障定位方法。由于以往的适用于含分布式电源的配电网故障定位方法需布置较多测量点，且未考虑线路对地电容对故障定位精度的影响，本文在改进阻抗法的基础上，提出了适用于含逆变型分布式电源的配电网故障定位方法，实现了仅利用变电站出线电压、电流及并网点电压测量值对配电网故障进行定位。在仿真平台上对该方法进行验证，分析结果可知该方法受过渡电对配电网故障进行定位。在仿真平台上对该方法进行验证，分析结果可知该方法受过渡电阻及故障位置的影响较小，定位误差在可接受范围内。

目录

声明

1 绪论

1.1选题背景与研究意义

1.2配电网故障定位相关概念

1.3配电网故障定位国内外研究现状

1.4论文的研究工作

2 含逆变型分布式电源的配电网故障特性

2.1逆变型分布式电源

2.2逆变型分布式电源的控制策略及故障电流特性

2.3逆变型分布式电源接入配电网的拓扑结构

2.4逆变型分布式电源接入配电网对故障电流的影响

2.5仿真分析

2.6本章小结

3 基于改进阻抗法的配电网故障定位法

3.1阻抗法理论基础

3.2粗略故障点定位

3.3精确故障点定位

3.4仿真分析

3.5本章小结

4 计及线路集中电容的含逆变型分布式电源的配电网故障定位方法

4.1架空线路模型及电压电流计算

4.2粗略故障定位

4.3精确定位

4.4仿真分析

4.5本章小结

5 总结与展望

致谢

参考文献

附录

1.攻读硕士学位期间发表或者录用的论文

2.攻读硕士学位期间参加的科研工作