基于全網(wǎng)信息的分布式發(fā)電系統(tǒng)自適應保護研究.pdf

1、分布式發(fā)電(Distributed Generation，DG)目前已經公認是一種高效率、可以大幅度改善電網(wǎng)質量的新能源技術。在分布式發(fā)電帶來了大量的經濟利益的同時，也將配電網(wǎng)從輻射狀的網(wǎng)絡變成了多電源的互聯(lián)網(wǎng)絡。電網(wǎng)運行狀況的改變使配網(wǎng)的繼電保護機理也必須進行改變才能適應分布式發(fā)電系統(tǒng)的需求。根據(jù)IEEE1547，一旦在配電網(wǎng)中發(fā)生故障，DG首先被切除，以保證保護能夠正確動作。然而，這不僅損害了DG發(fā)電商的利益，而且降低了電力系統(tǒng)的可

2、靠性。為了縮小停電范圍，實現(xiàn)對故障點的準確定位，研究多電源區(qū)域的新型電流保護的任務是非常緊迫的。面對配網(wǎng)很少具有PT，無法獲得功率方向，無法快速獲得短路阻抗的條件下，如何可靠的切除故障，并具有切實的實際意義，是本文的關注焦點。 本文在對配電系統(tǒng)的結構特點和傳統(tǒng)保護了解的基礎上分別分析了DG接入數(shù)量、接入位置、接入方式以及DG容量對配電網(wǎng)的影響。據(jù)此提出了分布式發(fā)電系統(tǒng)的新型保護應該滿足故障時DG不切除、保護通信系統(tǒng)要和分布式網(wǎng)絡

3、相適應、新的保護算法盡量只利用容易獲得的量、新的保護在滿足“三性”的基礎上要滿足經濟性的要求、避免大范圍使用差動等要求。在分析了分布式發(fā)電系統(tǒng)的特點后，將新一代的電力系統(tǒng)通信規(guī)約IEC61850變電站通信體系應用到其中。給出了分布式發(fā)電保護通信系統(tǒng)的結構，在在IEC61850的基礎上給出了分布式保護的信息通信模型。使分布式發(fā)電系統(tǒng)內部和分布式系統(tǒng)之間的無縫連接環(huán)境得到改善，便于其推廣。 IEC61850應用到分布式系統(tǒng)中之后，其

4、應用的空間范圍突破了變電站，其工作環(huán)境較變電站也更加復雜，報文傳輸?shù)耐叫允軇μ魬?zhàn)。本文提出將IEEE1588同步協(xié)議應用到構建好的基于IEC61850的分布式發(fā)電系統(tǒng)中去，該協(xié)議的特點也適合在成熟的以太網(wǎng)中應用，以太網(wǎng)以其成熟的技術，低廉的成本，將其應用到分布式保護系統(tǒng)中有著無可比擬的優(yōu)勢。采用FPGA構建時標生產裝置，給出了符合IEEE1588協(xié)議的時鐘同步方案的軟硬件模型，總結了GOOSE的優(yōu)化方案。并在實驗室環(huán)境下對其同步精確度

5、進行了驗證。 根據(jù)部分母線節(jié)點在故障發(fā)生時可以只通過電流量就可以判斷故障方向的特點，提出了符合本文所述的分布式發(fā)電保護通信系統(tǒng)的保護算法。首先基于故障方向搜索算法完成故障相關區(qū)域劃分；然后在故障相關區(qū)域內的IED根據(jù)實際情況采用幅值判據(jù)、向量判據(jù)、相位比較判據(jù)來完成故障隔離。對基于故障相關區(qū)域劃分保護算法給出了數(shù)學模型，完成網(wǎng)絡描述、生成故障信息矩陣、故障搜索矩陣、完成故障隔離。給出了在本文所述的通信系統(tǒng)中該算法實現(xiàn)過程中的信息