基于充分式原理的含DG配網(wǎng)比幅式差動(dòng)保護(hù)研究
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【摘要】:分布式電源(DG)大規(guī)模接入配網(wǎng)后保護(hù)尚無(wú)實(shí)用技術(shù),仍采用故障時(shí)隔離全部DG的簡(jiǎn)單方法,極大的限制了新能源的發(fā)展。含DG配網(wǎng)保護(hù)一方面需要解決多電源、DG類(lèi)型、容量和接入位置變化引起的諸多特殊問(wèn)題,另一方面又受其信息和設(shè)備配置不足、通信條件簡(jiǎn)單等客觀因素制約,現(xiàn)有研究陷入了嚴(yán)重的實(shí)用性困境。為此本文提出了一種“充分式”原理,能夠在現(xiàn)有含DG配網(wǎng)條件下很好的處理保護(hù)策略與保護(hù)成本之間的平衡,本文的研究都在“充分式”原理框架下展開(kāi)。首先,研究了含DG配網(wǎng)“充分式”原理及保護(hù)架構(gòu),它和傳統(tǒng)“充要式”保護(hù)邏輯最大的區(qū)別在于不再苛求保護(hù)對(duì)所有故障情況都滿足絕對(duì)選擇性要求,而是抓住那些在絕大多數(shù)故障情況下都會(huì)出現(xiàn)且容易捕捉和解決的故障特征進(jìn)行優(yōu)先排除,通過(guò)犧牲部分對(duì)少數(shù)罕見(jiàn)故障特征判斷的靈敏性和速動(dòng)性來(lái)?yè)Q取低成本、高效率的應(yīng)用環(huán)境和對(duì)常見(jiàn)故障特征判斷的絕對(duì)選擇性:從理論和實(shí)例雙重視角論證了充分式判據(jù)的兩層含義及可行性;從組合優(yōu)選、動(dòng)作時(shí)序、離散反時(shí)限動(dòng)作機(jī)理和DG底限自動(dòng)隔離等技術(shù)角度構(gòu)建了“充分式”保護(hù)系統(tǒng)的整體架構(gòu)。其次,從“充分式”原理角度,提出了能夠適應(yīng)含DG配網(wǎng)弱同步、弱通信現(xiàn)狀的準(zhǔn)異步比幅式差動(dòng)判據(jù),通過(guò)電流幅值信息的故障識(shí)別能力分析驗(yàn)證了該充分式判據(jù)在高滲透率含DG配網(wǎng)的普遍適用性;它不僅彌補(bǔ)了傳統(tǒng)電流保護(hù)應(yīng)對(duì)多電源、DG大容量、DG接入位置多變等問(wèn)題的不適應(yīng),而且具備了準(zhǔn)異步特性,無(wú)需采樣數(shù)據(jù)的嚴(yán)格同步,降低了通信成本。最后,為了進(jìn)一步提升準(zhǔn)異步比幅式差動(dòng)判據(jù)在含DG配網(wǎng)的故障識(shí)別性能,在單一全電流比幅式差動(dòng)判據(jù)基礎(chǔ)上,引入序電流幅值和電流幅值變化量信息并提出了“充分式”優(yōu)選機(jī)制,它能在不同故障情況下自適應(yīng)優(yōu)選靈敏性最高的子判據(jù)來(lái)判斷故障,實(shí)現(xiàn)了不同種類(lèi)電流幅值信息的靈敏性?xún)?yōu)勢(shì)互補(bǔ);負(fù)序電流比幅和電流幅值變化量子判據(jù)分別提升了方案在高阻輕微不對(duì)稱(chēng)故障和對(duì)稱(chēng)故障下的耐過(guò)渡電阻性能。通過(guò)與DG自動(dòng)隔離技術(shù)的時(shí)序配合、與相位信息類(lèi)充分式判據(jù)的組合優(yōu)選彌補(bǔ)了比幅式差動(dòng)判據(jù)理論上存在動(dòng)作盲區(qū)的缺陷。通過(guò)對(duì)適應(yīng)弱饋側(cè)的啟動(dòng)元件設(shè)計(jì)、準(zhǔn)異步數(shù)據(jù)通信配置以及比幅工作流程闡述,構(gòu)建了一套完整的基于“充分式”自適應(yīng)優(yōu)選特性的含DG配網(wǎng)比幅式差動(dòng)保護(hù)方案。在Matlab/Simulink平臺(tái)搭建了高滲透率含DG配網(wǎng)仿真模型,驗(yàn)證了本文所提保護(hù)方案的有效性。
【關(guān)鍵詞】:含DG配網(wǎng) 充分式原理 比幅式差動(dòng) 準(zhǔn)異步 自適應(yīng)優(yōu)選機(jī)制
【學(xué)位授予單位】:東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類(lèi)號(hào)】:TM773
【目錄】:
- 摘要4-5
- ABSTRACT5-8
- 第一章 緒論8-17
- 1.1 研究背景及意義8-9
- 1.2 課題研究現(xiàn)狀9-14
- 1.2.1 含DG配網(wǎng)特征及保護(hù)需要解決的問(wèn)題9-11
- 1.2.2 國(guó)內(nèi)外含DG配網(wǎng)保護(hù)研究現(xiàn)狀11-13
- 1.2.3 含DG配網(wǎng)保護(hù)面臨的實(shí)用性困境13-14
- 1.3 本文的解決思路14-15
- 1.3.1 “充分式”原理在含DG配網(wǎng)保護(hù)中的應(yīng)用14
- 1.3.2 準(zhǔn)異步比幅式差動(dòng)判據(jù)的提出14-15
- 1.4 本文的主要工作15-17
- 第二章 “充分式”保護(hù)原理及架構(gòu)17-31
- 2.1 引言17
- 2.2 “充分式”保護(hù)原理17-23
- 2.2.1 六個(gè)主要特點(diǎn)17-22
- 2.2.2 與傳統(tǒng)保護(hù)思想的區(qū)別與聯(lián)系22-23
- 2.3 充分式判據(jù)及其典型案例23-28
- 2.3.1 充分式判據(jù)的概念及特點(diǎn)23
- 2.3.2 充分式判據(jù)的典型案例23-28
- 2.4 充分式判據(jù)的組合優(yōu)選與動(dòng)作時(shí)序28-30
- 2.4.1 充分式判據(jù)的離散反時(shí)限動(dòng)作機(jī)理28-29
- 2.4.2 DG底限自動(dòng)隔離技術(shù)29-30
- 2.5 本章小結(jié)30-31
- 第三章 準(zhǔn)異步比幅式差動(dòng)判據(jù)的原理及性能分析31-46
- 3.1 引言31
- 3.2 含DG配網(wǎng)電流幅值信息的故障識(shí)別能力分析31-35
- 3.2.1 “充分式”電流幅值故障特征31-33
- 3.2.2 在含DG配網(wǎng)的故障識(shí)別能力分析33-35
- 3.3 準(zhǔn)異步比幅式差動(dòng)判據(jù)的原理35-40
- 3.3.1 準(zhǔn)異步比幅式差動(dòng)判據(jù)的推導(dǎo)35-37
- 3.3.2 準(zhǔn)異步特性分析37-39
- 3.3.3 從“充分式”視角理解判據(jù)各參數(shù)之間的關(guān)系39-40
- 3.4 對(duì)含DG配網(wǎng)保護(hù)問(wèn)題的解決情況40-43
- 3.4.1 可靠性和DG準(zhǔn)入容量提高40-41
- 3.4.2 耐過(guò)渡電阻能力提升41-42
- 3.4.3 不受DG接入位置的影響42-43
- 3.5 準(zhǔn)異步比幅式差動(dòng)判據(jù)的評(píng)價(jià)43-45
- 3.5.1 準(zhǔn)異步比幅式差動(dòng)判據(jù)的優(yōu)點(diǎn)43-44
- 3.5.2 應(yīng)用中可能存在的問(wèn)題及解決思路44-45
- 3.6 本章小結(jié)45-46
- 第四章 基于“充分式”自適應(yīng)優(yōu)選特性的含DG配網(wǎng)比幅式差動(dòng)保護(hù)方案46-66
- 4.1 引言46
- 4.2 不同種類(lèi)電流幅值信息的充分利用46-49
- 4.2.1 序電流幅值信息46-48
- 4.2.2 電流幅值變化量信息48-49
- 4.3 基于“充分式”自適應(yīng)優(yōu)選特性的比幅式差動(dòng)保護(hù)方案49-62
- 4.3.1 各比幅子判據(jù)的構(gòu)成50-52
- 4.3.2 自適應(yīng)優(yōu)選機(jī)制52-53
- 4.3.3 引入多類(lèi)幅值信息后的自適應(yīng)優(yōu)選性能分析53-58
- 4.3.4 保護(hù)配置和工作流程58-60
- 4.3.5 與DG自動(dòng)隔離技術(shù)的時(shí)序配合60-62
- 4.4 與相位信息類(lèi)充分式判據(jù)的組合優(yōu)選62-64
- 4.4.1 與相位變化量判據(jù)的配合63
- 4.4.2 與相差判據(jù)的配合63-64
- 4.5 本章小結(jié)64-66
- 第五章 系統(tǒng)建模與仿真驗(yàn)證66-78
- 5.1 引言66
- 5.2 高滲透率含DG配網(wǎng)仿真系統(tǒng)建模66-67
- 5.3 數(shù)字仿真及驗(yàn)證67-76
- 5.3.1 含DG配網(wǎng)電流幅值故障特征仿真67-68
- 5.3.2 DG接入容量仿真68-69
- 5.3.3 引入多類(lèi)電流幅值信息后保護(hù)方案的優(yōu)選特性仿真69-72
- 5.3.4 耐過(guò)渡電阻性能仿真72-73
- 5.3.5 抗同步誤差性能仿真73-75
- 5.3.6 區(qū)外故障安全性仿真75-76
- 5.4 本章小結(jié)76-78
- 第六章 結(jié)論與展望78-80
- 6.1 總結(jié)78-79
- 6.2 存在的不足和展望79-80
- 致謝80-81
- 參考文獻(xiàn)81-85
- 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)成果85
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,本文編號(hào):1054447
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