基于广域信息的DG孤岛保护控制研究

摘要

随着经济的高速发展，能源危机和环境恶化等问题日益引起人们的广泛关注，民众对于清洁能源的呼声也愈来愈高。所以，分布式发电(DistributedGeneration，DG)技术应运而生，凭借其低碳环保、易于实现的优点而日益受到各国的重视。经过近十年的发展，新能源发电技术日趋成熟，尤其风电、光伏等分布式能源已经大规模的进入并网发电阶段。但是，新能源发电技术也面临着众多的技术难题，尤其是分布式电源在并网模式和孤岛模式间的无缝切换和稳定控制技术，以及分布式电源的低电压穿越问题等等。
　　本论文的研究重点是将分布式电源的孤岛检测技术和低电压穿越问题以及重合闸的应用等相关问题结合起来考虑，提出了一种新的孤岛保护方法，并针对DG的两种并网方式，提出了分布式电源在再并网方面的三种策略。这一创新内容丰富了当前的研究领域，为相关技术的发展提供了一定的理论支撑和借鉴。
　　首先，论文分析总结了当前孤岛检测技术所取得的研究成果。针对主动式检测、被动式检测和远程检测三类方法的研究现状，阐述了三类检测方法各自包含的主要研究成果，对每一项具体的检测手段作了言简意赅的总结分析，给出了各自的检测原理和优缺点，并对比总结了三类检测方案各自的优缺点。
　　其次，针对当前的检测原理现状，本文提出了一种基于广域信息的孤岛保护新方案。此方案是在传统孤岛检测原理的基础上，利用相关断路器的位置信息确认孤岛发生与否。这部分内容先介绍了当前常用的两种通信方式，即构建光纤通信网络和利用现有的馈线自动化主站通信。在分析两类通信方式各自特点的基础上，确定了此种保护新方案的通信手段;然后，结合DG在实际电力系统的运行现状，给出了DG通过馈线并网和通过母线并网两种方式下的网络通信示意图;最后，结合这两种典型的并网方式，分别分析了DG在三种非计划孤岛状态下的孤岛保护应对情况。在给出新型孤岛保护检测判据的同时，提出了DG的低电压穿越控制逻辑，绘出了孤岛保护流程示意图以及分析了重合闸与低电压穿越在时间上的配合可行性问题。利用PSCAD/EMTDC搭建了DG在两种不同并网方式下的三种非计划孤岛的仿真模型，仿真分析验证了所提孤岛保护判据的可行性，说明了逆变式分布式电源和同步机型的分布式电源在维持系统电压稳定方面的差异性。
　　最后，针对DG的再并网问题，在参阅相关文献资料的基础上，分析总结了当前DG的再并网控制策略。结合论文中DG的两种接入配电网方式，本文归纳了DG的三种再并网模式，即以微网为载体，通过PCC与配电网相连的形式;通过馈线并网，因特殊故障形成的意外孤岛，微网暂时离网运行，由相关断路器的重合操作实现DG再并网;通过母线并网，以DG独立身份暂时运行或隔离，通过PCC实现与主网系统的再并网。而且，给出了三种再并网模式各自的并网特点和并网技术要求。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景及意义

1．2 孤岛保护的研究现状

1．3 本论文的研究工作

第2章 传统孤岛检测方案

2．1 被动式孤岛检测

2．2 主动式孤岛检测

2．3 基于信息通信的远程检测法

2．4 本章小结

第3章 基于广域信息的新型孤岛保护方案

3．1 馈线自动化通信网络

3．2 光纤通信网络

3．3 新型孤岛保护方案

3．3．1 通信方案

3．3．2 广域信息孤岛保护

3．4 孤岛保护仿真分析

3．5 本章小结

第4章 DG再并网控制策略

4．1 DG的角色功能

4．2 DG的再并网控制技术

4．2．1 DG的第1种再并网方式

4．2．2 DG的第2种再并网方式

4．2．3 DG的第3种再并网方式

4．3 本章小结

第5章 总结与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文

攻读学位期间参加的科研工作