包含微电网的电网故障分析与保护研究

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1、密级：非密硕士学位论文中图分类号：TM77包含微电网的电网故障分析与保护研究学位类型：专业型学位学科（专业学位类别）：控制工程领域工程硕士作者姓名：崔晨导师姓名及职称：张敏教授实践导师姓名及职称：汤立文高级工程师学院名称：信息与电气工程学院论文提交日期：2015年06月01日包含微电网的电网故障分析与保护研究学位类型：专业型学位学科（专业学位类别）：控制工程领域工程硕士作者姓名：崔晨作者学号：13020401012导师姓名及职称：张敏教授实践导师姓名及职称：汤立文高级工程师学院名称：信息与电气工程学院论文提交日期：2015年06月

2、01日学位授予单位：湖南科技大学TheFailureAnalysisandProtectionStudyoftheGridwithMicro-gridTypeofDegreeMasterofEngineeringDiscipline(TypeofProfessionalDegree)MasterControlEngineeringCandidateCuiChenStudentNumber13020401012SupervisorandProfessionalTitleZhangMinProfessorPracticeMentora

3、ndProfessionalTitleTangLiwenSeniorEngineerSchoolSchoolofInformation&ElectricalEngineeringstDateJune1,2015UniversityHunanUniversityofScienceandTechnology学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中

4、以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要由于受能源危机和部分地区供电问题的影响，分布式发电技术已经发展的越来越快。然而，分布式电源零

5、散的接入电网中，会对电网造成如电能质量，协调控制，保护管理等多方面的影响。因此，对于多分布式电源并网，提出了微电网概念，将分布式电源集中供电，便于管理，微电网也因其优于分布式电源零散供电的特性，越来越受到来了人们的重视。微电网虽然有诸多优点，然而，由于分布式电源的接入，也带来了一些问题。首先网络的拓扑结构发生了改变，由传统电网由单一电源供电的模式变成了多电源的模式，拓扑结构由单向变为多辐射，因此就造成了微电网并网的潮流双向的问题；其次由于分布式电源中带有大量电力电子器件，造成的微电网短路电流与传统电网的短路电流差异很大。因此在考虑

6、包含微电网的继电保护问题时，需要考虑到短路电流变化和潮流变化，传统的保护策略已经不能满足包含微电网的电网继电保护问题，需要重新针对微电网短路电流变化、潮流双向等问题提出新的保护方案。本文分析了分布式电源的特性，首先建立分布式电源模型，组建微电网，在深刻分析了微电网并网后对电网继电保护问题的影响和包含微电网的电网故障特性之后，提出了对差动电流法改进的序分量保护方案，并在构建好的微电网模型中对故障进行了仿真分析，验证了保护方案的可行性。具体的研究分析内容如下：（1）介绍并分析了几种常见的分布式电源，包括太阳能发电、风力发电单元及微型燃

7、气轮机的数学模型，及其发电原理以及优缺点，比较了储能单元中超级电容与传统储能装置的不同，分析各自的优缺点以及使用场合；然后分析了几种微电网模型，主要针对CERTS模型，介绍了不同母线所适用的微电源种类以及应用。（2）基于PSCAD软件，对不同种类的微电源进行数学建模，对并网的拓扑结构进行分析建模，对并网逆变器的控制主要分析，在并网和孤岛模式下由于配电网的存在与否，采用不同的控制方法，分别对其进行PQ控制和V/f控制，保证电网电压稳定，输出稳定。最后，在微电源的模型基础上构建微电网模型。（3）分析了包含微电网的电网故障时与传统电网保

8、护的不同之处，从微电源接入位置、微电源容量这两个方面分析了故障发生在不同位置时对微电网继电保护的影响；同时分析了微电源的并网对自动重合闸的影响，还有多个微电源同时-i-并入一条馈线时的保护协调问题。然后通过构建好的微电网模型，对故障进行仿真分析，验