含分布式電源的配電網(wǎng)故障特性分析與保護技術(shù)研究.pdf

1、分布式發(fā)電作為一種新型發(fā)電技術(shù),通過分散構(gòu)建小型或微型發(fā)電系統(tǒng),為風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能等可再生能源以及天然氣,氫氣等環(huán)境友好型能源的綜合利用提供了一條有效的技術(shù)手段。分布式電源一般接入中低壓配電系統(tǒng),其并入電網(wǎng)后,將改變傳統(tǒng)單電源輻射型配電系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),并導(dǎo)致電網(wǎng)故障后的電流、電壓特性發(fā)生顯著變化,從而使得傳統(tǒng)配電網(wǎng)的故障分析方法、繼電保護原理和自動重合閘技術(shù)難以滿足電網(wǎng)安全運行要求。本文在對分布式電源故障特性進行研究分析的基礎(chǔ)上,

2、結(jié)合智能配電網(wǎng)的發(fā)展需求,對適應(yīng)分布式電源規(guī)模化接入的配電網(wǎng)保護和自動重合閘技術(shù)開展研究工作。
　　分布式電源故障特性分析是繼電保護研究工作的基礎(chǔ)。本文以雙饋式風(fēng)力發(fā)電機(DFIG)為重點,對外部電網(wǎng)故障時,風(fēng)電機組饋出的短路電流特性進行了研究。由于DFIG一般裝設(shè)有本體Crowbar保護,而Crowbar保護動作與否對短路電流特性有較大影響,因此,DFIG的短路電流特性的研究從兩方面分別展開。對于遠距離故障(Crowbar保護不

3、動作),論文以基于定子電壓定向的矢量控制器為原型,重點分析了雙饋機組勵磁控制器特性對短路電流的影響,給出了DFIG定子故障電流的解析表達式,并通過仿真分析,驗證了理論研究結(jié)果的正確性。
　　對于近距離故障(Crowbar保護動作),根據(jù)Crowbar保護裝置的工作原理,建立了αβ坐標(biāo)系下DFIG的電磁暫態(tài)方程,通過理論分析與數(shù)字仿真相結(jié)合,對三相故障時DFIG饋出的短路電流的基本組成和變化特點進行了研究。在上述工作的基礎(chǔ)上,分析了

4、DFIG短路電流特性對配電網(wǎng)繼電保護可能帶來的不利影響,并提出了相關(guān)的應(yīng)對策略。
　　為了提高配電網(wǎng)保護系統(tǒng)的性能,適應(yīng)大規(guī)模DG的接入,本文根據(jù)配電網(wǎng)智能化的發(fā)展需求,提出了一種基于區(qū)域信息的故障元件識別算法以及根據(jù)該算法構(gòu)建的主后備保護一體化的保護方案。該方案通過通信方式獲取各饋線端的故障檢測信息,并進行故障元件識別,進而實現(xiàn)主保護和后備保護功能。各饋線保護之間只需時間上的簡單配合,而無需進行動作值的復(fù)雜整定。文中通過算例分析

5、驗證了該算法能夠正確識別出故障元件以及保護跳閘方案的可靠性,該保護跳閘方案還可以防止分布式電源做非計劃孤島運行,能夠保證高滲透DG接入下配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。
　　基于提出的保護方案,分別就分布式電源接入對前加速和后加速兩種自動重合閘方式所帶來的問題進行了分析。結(jié)果表明,分布式電源接入對后加速重合閘方式無影響,而對于前加速方式,當(dāng)本線路分布式電源下游發(fā)生故障時,不能實現(xiàn)故障穿越運行,可能會導(dǎo)致重合閘失敗。文章?lián)艘蔡岢隽讼鄳?yīng)的改進