故障限流器及其对含DG配电网保护影响的研究

摘要

随着国民经济的高速发展，我国经济的发展与电能密不可分，需求量日益增加，造成电力系统的规模、系统容量等不断扩大，这将直接导致短路电流水平急剧攀升，使得断路器等系统设备的配置容量不断增加，对系统安全、稳定和可靠运行造成严重隐患。目前，由于各种类型的分布式电源的大量并网，造成配电规模和复杂性的增加，使得配电网中的一些电力设备无法承受与日俱增的短路电流，很可能带来灾难性后果。这就迫切需要研究限制短路电流新方案应用于电网中来适应现阶段的电网发展。在众多限流方法当中，增加故障限流器的方法不仅拥有安装方便，操作灵活，可控性强，经济适用等特点，而且可以有效地抑制发电端的短路电流水平，提高整个电网的安全裕度，所以故障限流器具有广阔的应用前景，无疑成为国内外学者研究的焦点。　　本文首先简要的介绍了故障限流器的发展以及系统对故障限流器的要求，并简单分析了各类故障限流器的优缺点，然后在结合国内外故障限流器原理、拓扑结构和控制方式的方法上，本文提出了一种故障限流器，在介绍完该故障限流器的单相拓扑结构、原理和特点后，在仿真平台上搭建仿真测试网络并测试了该单相故障限流器的性能。随后提出了该故障限流器的三相拓扑结构，测试结果表明该故障限流器在不同故障类型下都能够快速高效地接入电网起到限流的作用。接着根据三相故障限流器内部的不同控制结构，仿真结果表明无论是从性能还是价格的角度考虑，单控类型的故障限流器都要优于全控类型的故障限流器。　　接着在简单介绍了各类反时限曲线后，简要描述了反时限过流保护的整定计算方法以及对保护时限的相关要求。然后探究了由于分布式电源的加入对配电网原先继电保护所带来的影响，分别探究了对过流保护以及自动重合闸的不同影响。然后本文在IEEE13节点的测试网络上验证了故障限流器的加入可以有效地降低分布式电源对原先保护的影响，但不一定能够完全的消除，故可能还需要对原先的保护做少量的修改。　　最后，由于故障限流器可以近似的当做是由电阻和电抗组成的元件，可以通过遗传优化算法来确定故障限流器元件中的各个参数，将故障限流器的参数优化问题可以转化为一个非线性规划问题。随后，分析了不同的位置对故障限流器的相关影响。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 故障限流器国内外研究概况

1．2．1 传统故障限流方法

1．2．2 国内外故障限流器研究现状

1．3 分布式电源研究现状

1．3．1 分布式电源的特点

1．3．2 分布式电源的分类

1．4 分布式电源的配电网保护研究现状

1．4．1 研究的主要方向

1．4．2 主流保护方法

1．5 全文结构与章节安排

第二章 故障限流器的探究

2．1 故障限流器概述

2．1．1 故障限流器简介

2．1．2 现有故障限流器的实现方案及其利弊

2．2 一种单相故障限流器的介绍

2．2．1 单相故障限流器的拓扑结构及原理

2．2．2 故障限流器的特点

2．2．3 故障限流器的仿真分析

2．3 一种三相故障限流器

2．3．1 三相故障限流器的拓扑结构及原理

2．3．2 故障限流器的特点

2．3．3 故障限流器的仿真分析

2．4 三相故障限流器内部不同控制对系统的影响

2．4．1 故障限流器的控制方式

2．4．2 不同内部控制方式的影响

2．5 本章小结

第三章 故障限流器对含DG配电网保护的影响

3．1 DG接入对配电网继电保护的影响

3．1．1 DG接入对电流保护的影响

3．1．2 DG接入对自动重合闸的影响

3．2 反时限过流保护的整定计算

3．2．1 反时限动作特性

3．2．2 反时限过流保护的整定配合

3．3 故障限流器对反时限过电流保护的影响

3．3 本章小结

第四章 故障限流器在含DG配电网中的相关应用

4．1 故障限流器的参数选择

4．1．1 仿真网络图

4．1．2 目标函数和罚函数

4．1．3 仿真结果

4．2 故障限流器的应用位置

4．2．1 故障限流器在整个电网中应用位置的概述

4．2．2 故障限流器在配电网中的应用

4．3 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况