分布式电源对继电保护的影响研究

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1、第1章绪论21.1课题研究背景及意义21.2分布式发电技术及微电网介绍31.2.1分布式发电技术概况31.2.2分布式发电的优势41.2.3分布式发电技术在国内外的发展51.2.4微电网介绍71.3分布式电源接入对配电网的影响81.4本文的主要工作9第2章配电网保护102.1配电网的结构特点102.2电流速断保护102.2.1电流速断保护原理102.2.2电流速断保护定值整定及灵敏性校验112.3限时电流速断保护122.3.1限时电流速断保护原理122.3.2限时电流速断保护定值整定及，灵敏性校验132.4

2、定时限过电流保护142.4.1定时限过电流保护定值整定142.4.2定时限过电流保护的灵敏性校验142.5自动重合闸在配电系统中的应用152.6本章小结16第3章分布式电源对配电网继电保护的影响173.1理论分析DG对配电网短路电流的影响173.1.1终端线路引入DG173.1.2DG对相邻线路保护K2的影响183.1.3非终端线路中引入DG193.1.4非终端线路的转供线中引入DG203.2算例分析203.2.1模型参数选择203.2.2分布式电源模型的等效223.2.3配电网模型233.2.4仿真验证2

3、33.3本章小结30第4章含分布式电源的配电网保护方案314.1含分布式电源的配电网保护的研究现状314.2配电网自适应保护方案324.2.1自适应保护简介324.2.2已有的自适应电流速断保护方案334.2.3含有DG配电网自适应保护方案344.3仿真验证364.3.1主要功能模块简介364.3.2方向判断模块384.3.3幅值判断模块384.3.4含分布式电源的配电网继电保护方案仿真394.4本章小结43结论44参考文献45致谢47第1章绪论1.1课题研究背景及意义能源在人类社会的发展过程中占有极其重要

4、的地位，而依托于能源的电力系统更成为整个经济社会的基石。伴随着电力工业的快速发展，大量的能源被加以利用，而一些急待解决的问题也逐渐显现出来。例如，以煤为主要燃料的火力发电会排放大量有害气体，给大气造成严重污染；而利用核能发电的核电站虽不会排放大量的有污染气体，但会产生核辐射，一旦发生核泄漏其造成的后果将不堪设想。另外，能源短缺问题也严重冲击着电力行业。仍然以燃煤火电厂为例，其赖以发电的燃料煤是一种不可再生能源，我国探明可直接利用的煤炭储量有1886亿吨，而人均储量仅有145吨，居世界第53位，按照人均年消费

5、煤炭1.45吨，我国探明煤炭储量仅供开采100年左右。环境的不断恶化以及常规一次能源的短缺已经严重制约了当前电力系统的发展，而多件大停电事故的发生也对传统发电模式的安全稳定性提出严峻的挑战。目前国内外电力系统所采用的主要形式是以集中发电、远距离输电为主的传统大电网形式。这种集中式大电网容量大、冗余性高、稳定性强。但随着人们对电能质量以及供电可靠性提出越来越高的要求，大电网自身所固有的缺陷也逐渐显现出来。例如，大电网中任何一处发生故障都可能影响到整个电网，严重时会引起连锁反应，导致整个电网大停电甚至全网崩溃，

6、造成无法想象的后果。例如，2003年8月的美加大停电造成了美国八个州以及加拿大的安大略省的电力中断。2005年5月24日，莫斯科停电事故覆盖了莫斯科周边的25个城市[1]。2006年11月4日，欧洲大停电事故波及到了德国、法国、西班牙、意大利以及比利时等几个国家[2-3]。2009年11月10日，巴西和巴拉圭发生大面积停电事故，巴西国内6个州停电近4个小时，6000万人生活工作受到影响[4]。2010年3月14日，智利因一台主变压器发生故障，导致包括圣地亚哥和地震重灾区康塞普西翁在内的大部分地区电力供应

7、中断，影响了全国80%的人口。如上所述，环境的不断恶化以及常规一次能源的短缺已经严重制约了当前电力系统的发展，而多次大停电事故的发生也对传统发电模式的安全稳定性提出严峻的挑战。为此，以光伏发电、风力发电等一批可再生能源发电为代表的分布式发电技术（DG，distributedgeneration）得到了快速的发展。新能源的开发和利用，可以有效地减轻环境恶化和能源短缺所带来的种种压力，而将分布式发电技术应用到集中式大电网中，则可以进一步提高系统的安全性和稳定性，弥补集中式大电网发电存在的一些缺陷。DG（分布式电

8、源）与大电网联合运行，具有供电灵活性、可靠性和安全性等社会效益，还具有削峰填谷，降低网损，提高现有设备利用率等经济效益。然而，分布式电源接入配电系统后势必会改变配电网络的拓扑结构和潮流方向，并有可能变为多端电源的供电系统。现有的基于单端电源系统设计的配电系统保护装置必须作出相应的调整，否则分布式电源必将使配电网保护无法快速、准确的切除故障，甚至会对配电系统及其设备的安全稳定运行造成破坏。为了在新情况下保证保护的正