含有分布式電源的智能配電網(wǎng)故障方向元件研究.pdf

1、傳統(tǒng)能源匱乏以及環(huán)保節(jié)能意識的強化要求電網(wǎng)中清潔無污染的風(fēng)能、太陽能等新能源發(fā)電接入水平逐漸提高，基于電網(wǎng)安全性和經(jīng)濟性考量，更多的新能源發(fā)電選擇分散接入配電網(wǎng)，從而構(gòu)成分布式發(fā)電（Distributed Generation，DG），不僅改善了電網(wǎng)的能源結(jié)構(gòu)，使得線路損耗和電能質(zhì)量也都有不同程度的改善。如何使配電網(wǎng)接受更大容量DG以及保證DG接入電網(wǎng)后的運行可靠性成為當(dāng)前研究的重要課題。
　　DG接入配電網(wǎng)在提高供電可靠性、降低

2、網(wǎng)絡(luò)損耗、減小電壓跌落的同時，也會對電網(wǎng)原有繼電保護配置方案、動作定值的整定、保護動作的配合等帶來不利影響。DG接入配電網(wǎng)并網(wǎng)運行后，配電網(wǎng)故障時的電壓電流分布與傳統(tǒng)配電網(wǎng)存在較大不同，如果仍采用傳統(tǒng)的配電網(wǎng)保護配置方案和動作定值，將不可避免的出現(xiàn)保護誤動或拒動等情況。解決該問題較有效、便捷的方法之一就是對原有保護加裝方向元件。
　　智能配電網(wǎng)中接入的DG類型復(fù)雜、容量不一、并網(wǎng)形式多樣，故障時的電氣量特性存在較大差異，使得現(xiàn)有方

3、向元件無法直接用于包含DG的配電網(wǎng)進行故障方向判斷。為了找到能滿足智能配電網(wǎng)要求的故障方向元件，需要對配電網(wǎng)和DG的特點、DG接入對電網(wǎng)的影響和傳統(tǒng)方向原件的特點等進行詳細的分析，重點關(guān)注故障時配電網(wǎng)和DG的電壓電流故障信息特性，以探索一種能適應(yīng)多類型、大容量DG接入的配電網(wǎng)故障方向元件。
　　本文首先針對傳統(tǒng)的90°接線功率方向元件、零序功率方向元件、工頻變化量方向元件以及阻抗方向元件，分析了各自的工作原理、動作特性和適用范圍，

4、在此基礎(chǔ)上研究了DG接入對配電網(wǎng)故障造成的影響，之后對DG接入位置、接入類型、補償裝置、逆變設(shè)備、限流裝置等給方向元件判斷帶來的影響進行分析，總結(jié)得出新原理方向元件研究必須具備的動作特性。
　　在前述研究和分析工作的基礎(chǔ)上，本文提出了基于電壓變化量幅值比較和基于正序極化電壓相位比較兩類故障方向判斷元件。前者為了保證故障方向判斷的快速性并克服負荷的影響，研究并提出了整定阻抗的整定原則，使其既能夠滿足阻抗特性變化頻繁，又能夠自動適應(yīng)阻

5、抗大小變化。后者為了提高故障方向判斷的可靠性，對整定阻抗綜合考慮負荷阻抗大小、線路阻抗角以及最小值限制等進行整定，既保留了傳統(tǒng)方向元件無動作死區(qū)、動作可靠性較高等優(yōu)點，又彌補基于故障變化量方向元件不能應(yīng)用于故障全過程的不足。
　　借助于DIgSILENT仿真軟件對各種類型DG進行建模分析，并搭建10kV含有雙饋風(fēng)機、光伏、小型同步機的配電網(wǎng)模型，利用該模型對本文所提兩類方向元件在不同位置故障情況下的工作特性進行分析，驗證了故障方向