含分布式电源的配电网保护方案研究电气工程专业论文.docxVIP

III III 山东理工大学硕士学位论文 目 录 目 录 摘 要I Abstract II 第一章 绪 论 1 1.1 引言 1 1.2 本课题的研究现状及意义 2 1.3 本文的主要工作 4 第二章 分布式发电的类型和运行方式 6 2.1 分布式发电的类型 6 2.2 分布式电源的并网 9 2.3 分布式电源的等效模型 10 2.3.1 旋转电机型分布式电源等效模型 10 2.3.2 逆变器型分布式电源的等效模型 11 2.4 本章小结 12 第三章 分布式电源接入对配电网保护的影响 13 3.1 配电网继电保护现状 13 3.1.1 配电网故障特点 14 3.1.2 配电网保护的主要特点 14 3.1.3 短路电流近似计算公式 15 3.1.4 三段式电流保护原理 16 3.1.5 自动重合闸装置 19 3.2 分布式电源接入对配电网电流保护的影响 19 3.2.1 配电网馈线非末端接入分布式电源的情况 20 3.2.2 配电网馈线末端接入分布式电源的情况 22 3.2.3 配电网馈线始端接入分布式电源的情况 23 3.2.4 多个分布式电源接入配电网的情况 24 3.2.5 小结 25 3.3 分布式电源接入对重合闸装置的影响 26 3.3.1 分布式电源所在馈线线路故障 26 3.3.2 相邻馈线线路故障 27 3.3.3 系统电源至母线 A 间线路故障 28 IV IV 山东理工大学硕士学位论文 目 录 3.4 本章小结 29 第四章 含分布式电源的配电网保护方案及仿真分析 30 4.1 保护方案 30 4.1.1 单个分布式电源接入时的保护方案 30 4.1.2 多个分布式电源接入时的保护方案 31 4.2 仿真分析 32 4.2.1 仿真模型 33 4.2.2 故障点位置不同 33 4.2.3 分布式电源容量不同 35 4.2.4 新保护方案仿真验证 38 4.3 本章小结 39 第五章 结 论 41 致 谢 42 参考文献 43 PAGE PAGE 1 山东理工大学硕士学位论文 第一章 绪 论 第一章 绪 论 1.1 引言 能源构成了现代社会得以存在和发展的重要基础[1]。在社会发展进程中，石油、煤 炭及天然气等化石燃料的广泛使用推动了人类社会的发展。近些年来随着社会的快速发 展，社会生产力水平大大提高，人们的平均生活水平大幅改善。同时每年消耗的能源总 量也随之大幅增加，燃烧化石燃料所排放的大量废气等，造成环境不断恶化。随着化石 能源枯竭以及全球环境污染日趋严重，大力发展可再生能源已引起包括我国在内众多国 家的高度关注。大力发展太阳能、风能、生物质能、地热能和海洋潮汐能等可再生能源 利用技术已成为减少环境污染，同时增加能源供应的重要措施之一。 我国目前主要采用集中发电、远距离输电和大电网互联为特征的集中供电模式[2]。 由于电网相互连接，大电网一点发生故障容易影响其他地点电网的正常运行，容易造成 相互间的影响，甚至可能引起大面积停电，影响到整个地区全网的安全稳定运行。将电 源安装在用户附近以保证重要负荷的持续供电此时显得尤为重要。比如我国西部大部分 地区人稀地广，经济相较东部地区要落后很多，负荷比较分散，在西部地区建设集中式 供配电网络需要巨额投资以及很长的周期。同时电力传输过程中，电能损耗很大，经济 效益低下，能源正常供应问题严重制约上述地区人民生活质量的提高和经济的发展。利 用各类可再生能源，建设分布式电源作为大电网的补充，可以满足对电力系统运行经济 性、安全性、可靠性和灵活性的要求，同时大大减轻环保的压力[3-5]。分布式发电技术能 有效弥补集中供电模式的不足，因而得到快速发展。 分布式发电(distributed generation, DG)一般指利用各种规模不大的可再生或非可再 生能源进行发电构成的小型发电系统，既可接在用户侧满足当地负荷供电，又可直接连 在当地的配电网上并网运行[6]。广义上讲，常规大型集中电站以外的各类小容量独立电 源，都可称之为分布式电源。分布式电源的容量一般较小，只有几百千瓦，容量较大的 可达到几兆瓦。 分布式发电消耗能源可以是可再生能源，也可以是化石燃料[7]。按照发电所用技术 的不同，分布式发电技术可以分为风力发电技术、太阳能光伏发电技术、生物质能发电 技术、小型水力发电技术、海洋潮汐能发电技术以及燃料电池发电技术和微型燃气轮机 发电技术等。 分布式发电技术的主要特点就是配置相对灵活，能有效利用各类能源，同时有利于 山东理工大学硕士学位论文 第一章 绪 论 减少环境污染，具体优点如下： （1）电网运行发生异常并导致无法正常供电时，重要负荷附近的 DG 仍可以正常运 行，提供负荷的所需的部分用电，从而弥补了大电网集