含分布式电源的配电网保护研究

天津大学硕士学位论文含分布式电源的配电网保护研究姓名：刘森申请学位级别：硕士专业：电力系统及其自动化指导教师：李永丽20070601含分布式电源的配电网保护研究作者：刘森学位授予单位：天津大学相似文献(10条)1.期刊论文陈艳霞.常晓旗.刘磊.CHENYan-xia.CHANGXiao-qi.LIULei配电网络故障及继电保护系统动态闭环数字仿真-电力科学与技术学报2007,22(3)讨论配电网络故障及继电保护的系统仿真方法.针对配电网络故障仿真的特殊要求和现有仿真方法的不足,重点针对消弧线圈、电流互感器、保护继电器分别建立仿真模块,形成实用的故障暂态仿真模型.基于ATP/EMTP平台,开发仿真软件,实现对故障发生、识别和隔离的动态仿真.仿真结果验证了仿真模型和软件的正确性.该仿真模型为配电网保护系统原理及其暂态性能分析和配电网的故障隔离过程模拟提供了实用的工具.2.学位论文林霞电力系统分布式发电智能区域保护的研究2008随着可再生能源的推广，分布式发电(DistributedGeneration，DG)已成为一种重要的电力电源形式。本论文围绕如何在DG接入条件下，设计一种适用于开放系统不同运行方式的智能保护策略展开研究。首先分析了传统的配电网保护控制系统在DG接入时受到的各种影响，总结了现有的DG保护控制措施，然后提出了分布式发电智能保护系统的概念。系统的设计基于对不同采样点实时数据的采集和分布式处理，以集中式信息综合分析形成全局性最优保护策略，并通过分布式智能终端加强了策略执行的灵活性，从而实现了适用于开放式系统不同运行方式的智能保护策略。详细研究了该系统的功能原理及其实现方式，从原理上解决了分布式发电条件下传统保护控制方式的诸多难题。基于传统电流保护原理，对接有分布式电源的配电网保护配合性进行了分析，从保护配合性及供电可靠性角度初步探讨了DG注入容量问题，利用单位电流法和多端口网络法对分布式电源DG接入配电网后的等效电路进行了计算和分析，理论和仿真证明了：单一DG对保护灵敏度的影响规律是由DG短路阻抗和接入位置决定的二次型；多DG接入系统对保护分支电流的影响特性近似看作各DG影响特性曲线的叠加：在系统阻抗中点向两侧，按DG短路容量由小到大全序接入对保护分支电流的影响最小。对反时限过流保护的动作特性曲线进行正向修正和反向校核，使其保持正确的配合关系和配合裕度，从而消除DG对配电网对过流保护的影响。提出了基于Petri网的多Agent行为协进化过程帮助完成在线保护的协调配合策略，及其实现方法。基于DG接入配电网后故障电流特点的分析结果，得出任意电源输出短路电流的单调性不变的结论，由此可以利用各DG及系统电源作为故障判断主体，根据自身短路电流进行故障区段判断。利用其各个电源提供短路电流的大小及其单调连续变化规律，提出了一种基于对分布在分支线路中的短路电流量进行软件计算和查询匹配操作的，理论上完备的配网分布短路电流故障定位新原理。同时，对于不同的网络结构，由于不同容量和接入位置的DG提供的故障电流不同，也可以利用其各个电源提供短路电流的大小及其单调连续变化规律，通过多个电源故障判断区的重叠交叉区域将故障锁定于具体的故障线路段上，将故障进行隔离。这两种保护方案可以保证尽可能多的DG在故障发生时持续供电，而不需要将其退出运行；建立于传统的过流保护方式基础上，保证了DG作为分布式电源提高系统供电可靠性方面的特点。考察多DG故障状态下的等效网络，其故障状态具有单电源、辐射状的特点。由故障点到各个电源点，不论是电流还是电压的变化都是单调的，以此为导向沿区内拓扑结构进行搜索，就可以对故障进行定位。本文详细地给出了三种电流故障方向搜索判据：即故障分量模值、负序故障电流标积I2SP以及电流综合幅值，并给出相关区域自适应划分的矩阵算法。保护装置只需要该区域内的故障数据即可实现正确动作，实现了快速性和选择性，并给出了故障相关区域自适应划分算法的数学模型；鉴于分布式发电系统节点众多的特点，分析了分布式保护系统中各个元件发生故障后电力系统的特点，并且给出了相应“N-1”的对策。在故障搜索区域中，负荷电流对于任意一段线路两端而言都是穿越性的，而故障电流则不同。提出了一种基于故障电流正序分量与负荷电流相位间关系比较的差动保护原理，可实现对故障线段的准确定位。对于故障段来说，其故障电流正序分量与负荷电流之间的相位间关系均是为同一方向(即为同“超前”或同“滞后”)。提出了基于启发式算法的孤岛融合及形成策略，给出了基于智能Agent的故障隔离后的孤岛形成方案。搭建了基于多智能代理(Agent)的变电站保护控制系统模型，构建了针对分布式发电系统的自主性实时(DART)系统和基于多Agent的分布式智能保护系统。给出了不同功能Agent的组织结构以及分布式保护系统的分层架构，包括故障区域定位、故障隔离及基于孤岛运行方式的系统重构。最后根据该标准配置语言的定义，对保护装置进行了初步配置。提出了一个完整的基于多Agent系统的配网保护协调控制系统，为了便于Agent之间的高效率的通信，选择IEC61850/GOOSE作为Agent的通信模型，并以此为基础对系统的各种Agent进行建模，最后设计了一个跨平台的实验模型以验证该保护协调控制系统的作用。本文提出的基于软实时通信的数据同步方案为：设置一个时间同步服务器，时间同步服务器直接从外来高精度时钟源获取时间，采用IEC1588协议或SNTP协议定时对网络的每个节点进行时间同步。以简化参考相量法作为辅助同步方法，以进一步提高同步精度。本文的研究结果可以完成对DG接入配电网短路故障的准确定位，有助于缩小停电范围，提高供电可靠性。3.学位论文吴尚洁基于对等式通信的网络式配电网保护系统的研究2003在配电网自动化系统中,故障的快速定位和清除是最重要的组成部分之一.然而,由于配电网中通常线路距离较短,一般不超过3~5km,当级联开关较多时,保护的配合问题成了一个难题.显然,用传统的过流、距离等保护方式来做保护配合是非常困难的.而如果线路上的任何一点故障,都让变电站出口断路器去跳闸,这势必会造成不必要的大范围停电.增加了通信能力之后,配电网自动化出现了数字式逻辑保护方式.其主要处理模式是集中仲裁式的,即在一个局部的环网中设立一个保护子站收集各个FTU的开关故障信息,集中分析判断,之后下发命令至相应的FTU,允许离故障点最近的开关速断跳闸,快速清除故障.集中仲裁式的数字式逻辑保护速度快,准确性高,但集中式的故障处理模式始终存在对上级子站的依赖性,给系统的安全留下一定的风险.该文提出了一个新的适合配电网的保护配合方案,称为网络式保护配合.该方案利用对等式通信网络,通过分布式的通信仲裁,使每个FTU能够收集并综合利用本身的故障状态及网络中其他开关的信息,进行分析判断,实现开关高速、有选择性的动作.既克服对保护子站的依赖性,又确保线路的任何地方发生故障时,开关都能正确动作.其目的是达到更快的速度和更高的可靠性.网络式保护将是一个全新的保护理念,使配网自动化系统的保护配合走过由分布到集中,由集中再到分布的历程,利用现代的通信方式和简单可靠的判据,使整个网络在互动中更高效地完成配合.网络式保护的关键之一是选择恰当的对等式通信方式.该文研究了几种当前流行的对等式通信方案,并对它们的可行性进行了比较.作者提出了网络式配电网保护的原理和逻辑算法,论证了算法的正确性,分别探讨了当配电网处于辐射状运行方式下和处于多电源并行供电方式下网络式保护的实现方案,并且在现有的硬件平台上进行了网络式保护控制装置的软件设计.4.期刊论文丛伟.荀堂生.肖静.王伟.李盼盼.王慧.肖洪.CONGWei.XUNTangsheng.XIAOJing.WANGWei.LIPanpan.WANGHui.XIAOHong包含多微网的配电系统故障检测算法-电力自动化设备2010,30(7)为解决传统配电网继电保护系统难以应对多微网并网运行的问题,提出一种主从式的区域纵联保护系统.根据网络结构和当前运行方式形成网络拓扑结构矩阵,根据被保护线路上各点的故障方向信息形成故障信息矩阵,通过对2个矩阵进行简单的乘法运算,即可快速、可靠地检测出故障所在位置,其灵敏度和可靠性基本不受微网容量和并网位置的影响.分析了保护单元或通信系统工作异常所导致的故障信息不完备对故障检测算法的影响,并对算法的容错性进行了研究.5.学位论文张颖基于IGBT的STATCOM在电力系统中运行分析的研究2002该文主要研究的是以IGBT的主元件的STATCOM应用于配电网中与系统之间的相互影响,即系统受到振动情况下对装置的影响以及装置的故障或异常运行方式对系统的影响,并针对分析结果提出相应的保护方案.该文先简要介绍了STATCOM的主电路结构、驱动电路和其工作原理,归纳了它的保护系统的特点和功能以及装置中各主要构件可能出现的帮障,并针对这些故障提出保护措施.该文以贵州省变电站接线为例,假设装置并接在该变电站35KV母线上,分别详细地讨论了电力系统在受到小扰动、大扰动和牌不对称运行状态三种情况下流过装置的电流和装置接入系统点的电压的变化情况,以及这些电流、电压的变化可能会对装置产生的不良影响,通过仿真给出具有一定参考价值的分析结果,并提出了可以采取的保护的可行性方案.论文讨论的第二个主要部分是：当STATCOM装置自身发生故障或处于异常运行状态下时,除了会影响装置自身的正常运行及安全外,它还可能会对电力系统的安全稳定运行造成一定的威胁.分析仍然建立在前面所用的变电站接线的基础上.装置自身的故障或在不对称运行时其输出的电流和电压会发生畸变,这些畸变的电流、电压不仅使装置发热、异常运行甚至故障退出系统运行,还可能会恶化电力系统的运行环境.而装置的投切在某些情况下同样也会对电力系统的稳定安全运行带来威胁.最后针对这些实际问题提出了一些相应的解决方案.6.期刊论文张勇.ZHANGYong分布式发电对电网继电保护的影响综述-电力系统及其自动化学报2010,22(2)随着分布式发电的接人,配电网由单电源转化为多电源网络,原有的某些继电保护系统会受到显著影响.文中分析了分布式发电接人对配电网继电保护影响的成因,阐明了孤岛运行的危害.在分析比较主要的孤岛检测方法的优缺点及适用范围的基础上,针对某一中等容量分布式电源接入保护方案,比较了接人变压器的接线方式和中性点接地方式对于接入保护的影响,进而说明接人保护的主要功能.分析结果表明,分布式发电对于配电网继保系统有重要影响,主要体现在对过电流保护、距离保护、孤岛运行、自动重合闸和故障电流方向等方面,应采用相应措施解决.7.学位论文舒晓欣DG条件下基于移动AGENT的配电网保护控制策略研究2009世界性的能源紧缺导致各种形式的新能源的出现，应运而生的分布式发电（DistributedGeneration）具有良好的前景，正成为21世纪新型的研究热点．分布式发电的一次能源形式多样、环保节能，在弥补电网在安全稳定性方面的不足和提高供电可靠性方面，对现有电网是种很好的补充。但分布式电源接入配电网后，对配电网原有继电保护方案产生了很大影响，因此分布式发电条件下的配网保护策略研究显得十分必要。分布式电源接入电网，使传统电网的拓扑结构由单电源辐射状变为多电源、潮流方向不确定性网络。本文首先对DG接入配网对原有配网继电保护的影响进行了分析，表明了传统继电保护在新型配网中已不再适用。根据网络自身的特点及继电保护“四性”要求，提出了适用于新型配网条件下的保护方案。基于故障后的电流信息，采用综合电流幅值比较法确定出故障馈线。根据DG接入能提供故障电流的特点，利用电流幅值确定出故障发生的方向，借助于故障判定矩阵，搜索馈线上的故障方向判断信息进一步确定包含故障区段的故障关联区域．由于保护方案未获取电压量信息以及未采用GPS同步等设备投资很大的方案，仅通过电流幅值难以确定出精确的故障区段，本文研究了利用负荷电流幅值比较方案，实现了故障区段的精确定位。随着人工智能与计算机网络技术的发展，多agent技术也应运