本文關(guān)鍵詞：柔性直流配電網(wǎng)建模與直流線路故障隔離測距

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【摘要】：多端柔性直流配電網(wǎng)(Multi-terminal DC distributed network based on MMC,MMC-MTDC)因其損耗小、電能輸送容量大,便于分布式電源及儲能直接接入,被認為是未來配電網(wǎng)的重要發(fā)展方向。目前配電網(wǎng)直流斷路器已基本成為可能,配合直流斷路器技術(shù),可實現(xiàn)直流配電網(wǎng)快速隔離。本文采用理論推導(dǎo)、模型構(gòu)建和仿真驗證的方法,在多端柔性直流配電網(wǎng)運行原理基礎(chǔ)上,以直流線路故障特性分析、直流線路短路故障的隔離與測距方法為核心展開研究。首先,對比多端系統(tǒng)與兩端系統(tǒng)、直流輸電與直流配電間的差異,以及多端柔性直流配電網(wǎng)串聯(lián)、并聯(lián)兩種接線方式。為了保護故障狀態(tài)下?lián)Q流器中電力電子設(shè)備,提出了一種增加故障限流模塊的MMC結(jié)構(gòu)。對直流配電網(wǎng)的控制保護進行分層分區(qū),研究系統(tǒng)換流站的保護分區(qū)及換流站間的協(xié)調(diào)控制策略。然后,為了提出有效的直流側(cè)短路故障隔離策略,本文分析了直流線路的兩種短路故障以及交流線路的三種短路故障的故障特征,并借鑒實際工程項目相關(guān)參數(shù)在RTDS/RSCAD中搭建了四端柔性直流配電網(wǎng)仿真模型,對上述故障類型分別進行仿真分析。最后,針對多端系統(tǒng)發(fā)生直流短路故障,系統(tǒng)故障保護判據(jù)失去選擇性的情況,提出了一種雙端方向信息故障線路識別方法,并仿真驗證其隔離過程的可靠性。在雙端方向信息基礎(chǔ)上提出了一種基于單端方向信息、分階段跳開直流斷路器的方法實現(xiàn)故障隔離。該方法可快速清除故障,且充分利用第一階段到第二階段的閉鎖狀態(tài)為MMC子模塊電容C充電,有利于后期非故障部分的快速恢復(fù)。設(shè)計了故障測距模塊,并基于快速傅里葉變換以及數(shù)值擬合方法對放電電流進行參數(shù)識別,從而實現(xiàn)故障測距。采用的雙端非同步放電避免了線路電感分布不均、故障點過渡電阻的不同對測距精度的影響,并分析了過渡電阻、故障位置等變量對測距精度的影響。
【關(guān)鍵詞】：多端柔性直流配電網(wǎng) 直流線路短路故障 故障隔離 故障測距
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM721.1;TM743
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 課題背景10-11
• 1.2 研究意義11-12
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.4 論文主要工作及章節(jié)安排15-16
• 第二章 多端柔性直流配電網(wǎng)運行原理16-32
• 2.1 多端柔性直流配電網(wǎng)工作原理16-18
• 2.1.1 多端系統(tǒng)連接方式16-17
• 2.1.2 潮流轉(zhuǎn)換原理17-18
• 2.2 模塊化多電平換流器18-23
• 2.2.1 工作原理18-20
• 2.2.2 拓撲結(jié)構(gòu)20-23
• 2.3 直流斷路器工作原理23-25
• 2.4 系統(tǒng)保護分區(qū)與協(xié)調(diào)控制策略25-31
• 2.4.1 換流器保護分區(qū)25-27
• 2.4.2 系統(tǒng)級協(xié)調(diào)控制27-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 第三章 RTDS建模與直流線路故障特性分析32-54
• 3.1 RTDS/RSCAD模型搭建與仿真驗證32-40
• 3.1.1 仿真平臺與系統(tǒng)參數(shù)32-33
• 3.1.2 相關(guān)模塊及其控制模塊33-37
• 3.1.3 仿真模型驗證37-40
• 3.2 單極接地故障分析與仿真40-45
• 3.2.1 MMC接地方式對故障機制的影響40-41
• 3.2.2 故障放電過程分析41-42
• 3.2.3 RTDS/RSCAD仿真42-45
• 3.3 雙極短路故障分析與仿真45-49
• 3.3.1 故障放電過程分析45-47
• 3.3.2 RTDS/RSCAD仿真47-49
• 3.4 換流器交流側(cè)故障對直流線路的影響49-52
• 3.4.1 交流側(cè)故障特性分析49-52
• 3.4.2 交流側(cè)故障判據(jù)52
• 3.5 本章小結(jié)52-54
• 第四章 直流線路短路故障識別與隔離54-67
• 4.1 故障類型判據(jù)54-55
• 4.1.1 單級接地故障判據(jù)54
• 4.1.2 故障極判據(jù)54-55
• 4.1.3 雙極短路故障判據(jù)55
• 4.2 基于方向信息的故障線路識別55-60
• 4.2.1 雙端信息故障線路判別56-57
• 4.2.2 單端信息故障線路判別57-60
• 4.3 故障隔離過程分析60-66
• 4.3.1 雙端信息隔離過程60-64
• 4.3.2 單端信息隔離過程64-66
• 4.4 本章小結(jié)66-67
• 第五章 直流線路短路故障測距67-77
• 5.1 故障測距模塊設(shè)計67-71
• 5.1.1 單級接地故障測距模塊67-69
• 5.1.2 改進的故障測距模塊69-71
• 5.2 模塊參數(shù)與放電電流參數(shù)71-74
• 5.2.1 模塊參數(shù)確定71-72
• 5.2.2 放電電流參數(shù)識別72-74
• 5.3 故障測距精度分析74-76
• 5.4 本章小結(jié)76-77
• 結(jié)論與展望77-79
• 1 結(jié)論77
• 2 展望77-79
• 參考文獻79-84
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果84-85
• 致謝85-86
• 答辯委員會對論文的評定意見86

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本文編號：1109913