隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,直流配電網(wǎng)相對(duì)于交流配電網(wǎng)在多方面具有無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。由于環(huán)狀直流配電網(wǎng)供電可靠性高,恢復(fù)供電時(shí)間較短.本文以環(huán)狀柔性直流配電網(wǎng)為研究對(duì)象,采用理論分析與仿真驗(yàn)證相結(jié)合的方法,系統(tǒng)的分析了環(huán)狀直流配電網(wǎng)的關(guān)鍵設(shè)備及其控制策略、故障特性,并針對(duì)中壓直流線(xiàn)路提出了保護(hù)方案。本文首先分析了直流配網(wǎng)中關(guān)鍵設(shè)備的主回路和其控制策略,包括模塊化多電平換流器(modular multilevel converter,MMC)、兩電平電壓源換流器(voltage source converter,VSC)、直流變壓器、光伏等。在PSCAD仿真軟件中搭建完成環(huán)狀直流配電網(wǎng)模型。其次,由于直流配網(wǎng)故障類(lèi)型多,故障特性復(fù)雜且與接地方式密切相關(guān),本文分析了MMC交直流側(cè)三種接地方式下,中壓直流系統(tǒng)發(fā)生單極接地故障和換流器交流側(cè)發(fā)生單相接地故障時(shí)的故障特性。同時(shí),對(duì)三種接地方式的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析和闡述,為環(huán)狀直流配網(wǎng)接地方式選取和保護(hù)方案提供參考。第三,針對(duì)環(huán)狀柔性配網(wǎng)中壓直流線(xiàn)路提出了一種利用附加電感電壓識(shí)別故障線(xiàn)路的保護(hù)方法�；诠收虾笙到y(tǒng)的模量網(wǎng)絡(luò)提出了附加電感電壓初始值計(jì)算方法。利用線(xiàn)路附加電感電壓初始值在區(qū)內(nèi)、外故障時(shí)的差異,實(shí)現(xiàn)故障的快速識(shí)別;并利用故障極和非故障極上電感電壓初始值的差異進(jìn)行選極。第四,針對(duì)環(huán)狀柔性配網(wǎng)提出了中壓直流線(xiàn)路后備保護(hù)方法。由于直流配網(wǎng)中壓直流線(xiàn)路單極接地故障發(fā)生率高,同時(shí)過(guò)渡電阻變化范圍大,影響故障特征的識(shí)別。為了提高線(xiàn)路發(fā)生經(jīng)大電阻接地時(shí)保護(hù)的可靠性,提出了基于模型相似度比較的后備保護(hù)方法。基于系統(tǒng)的零模網(wǎng)絡(luò),分別建立了區(qū)內(nèi)外故障數(shù)學(xué)模型,通過(guò)Hausdorff距離算法對(duì)任意時(shí)刻采樣信號(hào)和利用區(qū)內(nèi)外模型得到的計(jì)算值進(jìn)行相似度比較,實(shí)現(xiàn)故障的識(shí)別和切除。最后,對(duì)本文所做的研究進(jìn)行了總結(jié)。
【學(xué)位單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：TM77;TM721.1
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 柔直配電網(wǎng)及其故障分析研究現(xiàn)狀
        1.2.2 故障檢測(cè)和識(shí)別原理研究現(xiàn)狀
    1.3 研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排
第2章 系統(tǒng)建模和控制策略
    2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
    2.2 關(guān)鍵設(shè)備的控制和系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制
        2.2.1 MMC換流器
        2.2.2 VSC換流器
        2.2.3 DC-DC變換器
        2.2.4 光伏電源接入直流配網(wǎng)
        2.2.5 端口協(xié)調(diào)控制
    2.3 本章小結(jié)
第3章 系統(tǒng)接地方式對(duì)故障特性的影響
    3.1 接地方式與故障類(lèi)型
    3.2 單極接地故障特性分析
        3.2.1 直流側(cè)接地
        3.2.2 換流變壓器閥側(cè)星型直接接地
        3.2.3 換流變壓器閥側(cè)經(jīng)大電阻接地
    3.3 交流側(cè)單相接地故障特性分析
        3.3.1 直流側(cè)接地
        3.3.2 交流測(cè)接地
    3.4 仿真分析
        3.4.1 直流側(cè)單極接地故障
        3.4.2 交流測(cè)單相短路故障
    3.5 本章小結(jié)
第4章 環(huán)狀柔直配網(wǎng)線(xiàn)路的單端量保護(hù)方案
    4.1 保護(hù)配置
    4.2 接地方式
        4.2.1 直流側(cè)接地點(diǎn)配置
        4.2.2 換流變壓器接地配置
    4.3 故障特性
        4.3.1 線(xiàn)路故障后換流器的等效模型
        4.3.2 系統(tǒng)的模分量網(wǎng)絡(luò)
        4.3.3 故障特征分析
    4.4 保護(hù)方案
        4.4.1 區(qū)內(nèi)外故障識(shí)別依據(jù)
        4.4.2 故障識(shí)別判據(jù)及閾值整定
        4.4.3 故障選極依據(jù)
        4.4.4 選極判據(jù)及閾值整定
        4.4.5 采樣頻率
    4.5 仿真驗(yàn)證
        4.5.1 區(qū)內(nèi)故障
        4.5.2 區(qū)外故障
        4.5.3 過(guò)渡電阻的影響
    4.6 本章小結(jié)
第5章 基于模型相似度比較的環(huán)狀柔直配網(wǎng)線(xiàn)路的后備保護(hù)方案
    5.1 系統(tǒng)故障特征分析
        5.1.1 區(qū)外故障
        5.1.2 區(qū)內(nèi)故障
    5.2 保護(hù)方案設(shè)計(jì)
        5.2.1 保護(hù)配置
        5.2.2 基于Hausdorff距離算法的保護(hù)設(shè)計(jì)
        5.2.3 遠(yuǎn)后備保護(hù)設(shè)計(jì)
        5.2.4 保護(hù)算法
    5.3 仿真驗(yàn)證
        5.3.1 區(qū)內(nèi)故障
        5.3.2 區(qū)外故障
        5.3.3 過(guò)渡電阻的影響
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2831891