含分布式电源的配网结构和继电保护研究

摘要

现代社会的高速发展情况下，传统的一次性能源不断消耗，新型可再生能源诸如风能、太阳能、水能等的高效利用已经成为了当今社会的能源发展方向。其中，新能源发电是新能源的主要利用形式之一。然而，对于传统配电网来说，由于大量分布式电源的接入使其由传统的单端电源系统变成了复杂的双端或多端电源配电网络。从而，导致原有传统保护系统出现了一系列的问题，如灵敏度降低、保护拒动、保护误动等。因此，研究新能源接入后的配电网保护新方案具有极为重要的意义。
　　本文首先介绍了分布式电源(Distributed Generation，DG)的概念、类型、发展历史、运行方式及各类DG的工作原理。分析研究了逆变型DG的控制策略、运行特点及故障特性，并用恒功率电源模型对分布式电源进行了有效等效。从而，为研究逆变型DG接入配电网后给其保护系统带来的的影响奠定了一定的基础。
　　其次，本文介绍了含有DG的配电网拓扑结构。从理论上分析了当DG容量不同、DG类型不同、DG接入点不同的不同情况下，配电网保护受到的不同影响。并用仿真软件PSCAD/EMTDC构建了仿真模型，并进行了仿真验证。
　　最后，介绍了现有的传统型配网保护方案的改进方法，分析了改进方案的优缺点。并介绍了一种配网保护新方案以适应DG的接入。该方案为DG上游每个保护配置方向电流保护。并将其Ⅰ、Ⅱ段与下一级保护的Ⅰ、Ⅱ段构成一个完整保护，通过这个完整保护的两侧保护的动作情况来判断故障是否发生在本线路。当判为本线路故障时，这一完整保护动作，线路两端断路器断开，切除故障。并通过仿真计算验证了新的保护原理的正确性和可行性。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景及意义

1．2 DG的研究现状

1．3 论文的主要工作

第2章 分布式电源概述及DG运行方式

2．1 分布式电源的概念

2．2 分布式电源的类型

2．2．1 风力发电

2．2．2 太阳能光伏发电

2．2．3 生物质能发电

2，2．4 燃料电池

2．3 分布式电源运行方式

2．3．1 并网运行

2．3．2 孤岛运行

2．4 本章小结

第3章 DG控制策略及含DG的配电网结构

3．1 DG的控制策略

3．1．1 逆变器的控制方式

3．1．2 逆变器控制器的控制方式

3．2 含DG的配电网结构

3．3 本章小结

第4章 含DG的配电网故障特性及对现有保护的影响

4．1 含DG的配电网故障特性

4．1．1 逆变型DG对配电网故障的响应

4．1．2 故障恢复的约束条件

4．2 DG对配电网继电保护影响的理论分析

4．2．1 传统配电网现有保护配置的介绍

4．2．2 三段式电流保护的整定原则

4．2．3 DG对配电网现有保护影响的理论分析

4．3 DG对配电网继电保护影响的仿真验证与分析

4．3．1 仿真模型参数的确定

4．3．2 分布式电源模型的搭建

4．3．3 仿真模型的搭建

4．3．4 仿真结果及分析

4．4 本章小结

第5章 含DG的配电网继电保护新方案

5．1 对现有馈线保护的改进方案

5．2 配电网馈线保护新方案

5．2．1 方案介绍

5．2．2 动作行为分析

5．3 算例分析与仿真验证

5．4 本章小结

第6章 结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢