统一潮流控制器接入对线路距离保护影响的研究

摘要

统一潮流控制器(Unified Power Flow Controller，UPFC)可调节系统电压、相角、阻抗，进而实现对系统潮流快速平滑的调节与控制，减小输电损耗、阻尼系统振荡、提高线路输送能力和系统稳定水平。但UPFC在提高系统性能的同时也改变了电流、电压、线路阻抗等构成继电保护判据的电气量，影响继电保护的性能，犹以对距离保护的影响最为严重。
　　本文首先介绍了模块化多电平换流期(Modular Multilevel Converter，MMC)UPFC的基本原理、结构、功能及运行方式;其次，分析了距离保护正确动作的影响因素并着重分析了UPFC及过渡电阻和线路串联补偿电容的影响，由于高压系统短路故障大多为非金属性，指出含UPFC线路必须综合考虑过渡电阻和UPFC影响。接下来，利用故障后系统电压电流电气量的几何关系构造一种高耐受过渡电阻的距离保护方案:该方案利用故障后保护安装处电压、故障点电压相量、相量故障点至保护安装处间线路电压相量关系构建相似三角形，形成可消除过渡电阻影响的故障距离百分比求解方程并利用故障点电压和测量电流间相位关系将其化简以解析求解故障距离;其次，针对该测距误差、可行性和适用性进行了理论分析和仿真验证。最后，针对UPFC接入线路后造成上述方案故障测距波动性较大的特征构成了故障测距波动性辅助判据以将上述方案拓展应用到含UPFC线路中，同时解决了过渡电阻和UPFC接入对线路距离保护的影响，基于PSCAD/EMTDC平台的仿真验验证了该方案的可行性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题的研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 课题研究内容

第2章 含UPFC线路的距离保护适应性分析

2．1 UPFC结构及功能简介

2．2 UPFC运行方式简介

2．2．1 UPFC并联分支运行方式

2．2．2 UPFC串联分支运行方式

2．3 距离保护简介

2．4 UPFC接入对线路距离保护的影响

2．4．1 UPFC接入侧线路距离保护

2．4．2 UPFC接入侧线路对侧距离保护

2．5 本章小结

第3章 过渡电阻对含UPFC线路距离保护影响的对策分析

3．1 故障后系统电压电流相量分析

3．2 新方案原理分析

3．3 新方案可行性分析

3．4 新方案整体实施过程

3．5 新方案误差分析

3．6 仿真验证

3．6．1 供电侧仿真

3．6．2 受电侧仿真

3．7 本章小结

第4章 含UPFC线路的单相接地距离保护方案

4．1 UPFC接入侧线路对侧距离保护

4．1．1 故障范围不包含UPFC时

4．1．2 故障范围包含UPFC时

4．2 UPFC接入侧线路距离保护

4．3 适用于UPFC接入线路的距离保护方案实施过程

4．4 仿真验证

4．4．1 故障范围不包含UPFC时仿真

4．4．2 故障范围包含UPFC时仿真

4．4．3 UPFC不同运行参数对距离保护新方案的影响

4．5 本章小结

第5章 结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研工作

致谢