【摘要】：隨著分布式電源(DistributedGeneration,DG)的廣泛應(yīng)用,有源配電網(wǎng)變得越來越普遍。與傳統(tǒng)配電網(wǎng)相比,有源配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜,其故障特性也發(fā)生了明顯變化,特別是逆變型分布式電源(Inverter-Based Distributed Generation,IBDG)的故障特性與傳統(tǒng)電源相比具有顯著差異。為研究開發(fā)適應(yīng)于有源配電網(wǎng)的保護(hù)方案和裝置,有必要對(duì)有源配電網(wǎng)的故障特性進(jìn)行全面、準(zhǔn)確的分析。因此,本文以實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)(Real-Time Digital Simulator,RTDS)為工具,圍繞有源配電網(wǎng)系統(tǒng)建模和故障特性仿真開展研究。主要工作如下:基于RTDS建立有源配電網(wǎng)系統(tǒng)仿真模型。首先以光伏電源(Photovoltaic,PV)為例,搭建了 IBDG的仿真模型,包括主要一次設(shè)備和控制系統(tǒng);然后以典型的輻射型配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)為例,搭建了有源配電網(wǎng)系統(tǒng)仿真模型,含2個(gè)恒功率(PQ)控制的IBDG。有源配電網(wǎng)故障仿真和故障特性分析。利用建立的有源配電網(wǎng)系統(tǒng)模型,全面仿真不同故障條件下的相間短路,包括故障類型、故障位置、過渡電阻等因素的影響;通過對(duì)仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行相量和序分量計(jì)算,直觀地分析有源配電網(wǎng)電壓、電流相量及相應(yīng)序分量的大小及分布特點(diǎn)。仿真結(jié)果表明,IBDG的接入使得有源配電網(wǎng)的故障特性與傳統(tǒng)配電網(wǎng)具有較大的差異,過渡電阻能夠影響并網(wǎng)點(diǎn)的電壓跌落及故障點(diǎn)兩端正序電流的夾角。有源配電網(wǎng)故障的解析計(jì)算及對(duì)仿真結(jié)果的驗(yàn)證。在計(jì)及控制策略影響的前提下,用受控電流源作為IBDG的故障等值模型,并給出其故障電流的計(jì)算方法;建立不同故障類型下含IBDG有源配電網(wǎng)的等值電路,采用網(wǎng)孔電流法建立電壓電流方程,并對(duì)方程進(jìn)行迭代求解。理論計(jì)算結(jié)果驗(yàn)證了仿真結(jié)果的正確性。構(gòu)建基于RTDS的有源配電網(wǎng)閉環(huán)測(cè)試平臺(tái)。以提出的有源配電網(wǎng)仿真模型為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)了閉環(huán)測(cè)試平臺(tái)的整體結(jié)構(gòu),介紹了 RTDS相關(guān)板卡的使用方法及整體控制邏輯;利用該測(cè)試平臺(tái)對(duì)某一保護(hù)裝置進(jìn)行了閉環(huán)測(cè)試,驗(yàn)證了方案的可行性。
[Abstract]:With the wide application of distributed generation (DistributedGeneration,DG), active distribution network becomes more and more common. Compared with the traditional distribution network, the structure of the active distribution network is more complex, and the fault characteristics of the active distribution network have changed obviously, especially the fault characteristics of the inverter distributed generation (Inverter-Based Distributed Generation,IBDG) are significantly different from those of the traditional power supply. In order to research and develop protection schemes and devices suitable for active distribution network, it is necessary to analyze the fault characteristics of active distribution network comprehensively and accurately. Therefore, this paper focuses on the modeling and fault characteristic simulation of active distribution network system with real time digital simulation system (Real-Time Digital Simulator,RTDS) as a tool. The main work is as follows: the simulation model of active distribution network system based on RTDS is established. Firstly, taking photovoltaic power supply (Photovoltaic,PV) as an example, the simulation model of IBDG is built, including the primary equipment and control system, and then the simulation model of active distribution network system is built with the typical radiation distribution network structure as an example. IBDG. with two constant Power (PQ) controls Fault simulation and fault characteristic analysis of active distribution network. By using the established active distribution network system model, the phase short circuit under different fault conditions, including the influence of fault type, fault location, transition resistance and so on, is simulated, and the phasor and sequence components of the simulation data are calculated. The size and distribution characteristics of voltage, current phasor and corresponding sequence components in active distribution network are analyzed intuitively. The simulation results show that the connection of IBDG makes the fault characteristics of the active distribution network quite different from that of the traditional distribution network, and the transient resistance can affect the voltage drop and the angle of the positive sequence current at the two ends of the fault point. The analysis and calculation of the active distribution network fault and the verification of the simulation results. On the premise of considering the influence of control strategy, the controlled current source is used as the fault equivalent model of IBDG, and the calculation method of its fault current is given, and the equivalent circuit of active distribution network with IBDG under different fault types is established. The voltage and current equation is established by the mesh current method and the equation is solved iteratively. The results of theoretical calculation verify the correctness of the simulation results. The closed loop test platform of active distribution network based on RTDS is constructed. Based on the proposed simulation model of active distribution network, the whole structure of the closed-loop test platform is designed, the use method of RTDS related board and the whole control logic are introduced, and the closed-loop test of a protective device is carried out by using the test platform. The feasibility of the scheme is verified.
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM727

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本文編號(hào)：2261307