微电网控制方法与保护策略研究

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1、分类号：TM71密级：UDC：621.3编号：河北工业大学硕士学位论文微电网控制方法与保护策略研究论文作者：张晓娜学生类别：全日制学科门类：工学硕士学科专业：控制科学与工程指导教师：李练兵职称：教授ThesisSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofControlScienceandEngineeringSTUDYOFMICROGRIDCONTROLANDPROTECTIONSTRATEGYbyZhangXiaonaSupervisor:Prof.LiLianbingDecember2014摘要微电网是将各种分布式

2、电源、储能单元和可控负载整合在一起的小型电力系统。微电网中通常会包含多个分布式电源，因此当微电网并网运行时可能会使得配电网的潮流分布发生变化，不再是单一的流向而是双向流动，这使得传统的配电保护不再适用于双向潮流流动；同时由于分布式电源的接口一般为电力电子逆变器装置，而逆变器中的限流保护装置会限制微电网发生故障时短路电流的幅值，这使得以短路电流幅值为判据的配电网过流保护对于微电网的保护失效，因此对于深入研究适用于微电网的保护具有十分重要的现实意义和实用价值。本文首先对微电网的背景、国内外发展概况以及微电网保护现状进行了详细介绍，研究了分布式电源典型的控制方法，提出了适合微电网的控制策略，并通

3、过MATLAB对微电网的控制策略进行了仿真验证。分析了分布式电源接入配电网后，对配电网的潮流分布和原有继电保护的影响，为寻找满足微电网保护要求和微电网特点的新保护方法奠定了理论基础。针对微电网内部保护，本文设计了微电网线路保护模块和分布式电源电压偏移保护模块。微电网线路保护模块一种是基于电流初始行波的保护模块，该模块通过母线处扰动电压波形判断故障类型，通过对电流初始行波零模分量的小波变换模极大值确定故障位置。分布式电源电压偏移保护模块是根据分布式电源输出电压的跌落情况，对分布式电源进行保护。这两个保护模块相互配合，实现对微电网内部的整体保护，并在MATLAB上搭建微电网模型，通过设置典型故

4、障点和故障类型，验证所提出的微电网保护模块的有效性。关键词：分布式电源微电网下垂控制继电保护IABSTRACTMicrogridintegratesavarietyofdistributedgeneration,storagedeviecesunitandcontrollableloadstogethertoformasmallpowersystem.Microgridusuallycontainsmultipledistributedgeneration,sowhenmicrogridisconnectedtopowersystem,theresultmaybechangepowerfl

5、owdistributioninthedistributionnetwork,whichmakesthetraditionalpowerdistributionprotectionnolongerapplytotwo-waypowerflow.Atthesametimebecausetheinterfaceofmicrogridisgenerallyconnectedtothedistributionnetworkthroughthepowerelectronicinverterdevice,butthemagnitudeoftheshortcircuitcurrentwillbelimi

6、tedbycurrentlimitingdeviceintheinverter,whenfailureoccurswithinthenetwork,whichmakesdistributionnetworkprotectionfailurefortheprotectionofmicrogridwithinshortcircuitcurrentamplitudecriterion.Therefore,forfurtherstudyapplicabletomicrogridprotectionhasgreatpracticalsignificanceandpracticalvalue.This

7、thesisfirstlyintroducesthebackground,developmentsituationofmicrogridandprotectionstatus.Thetypicalcontrolmethodofdistributedgenerationisresearched,thenthecontrolstrategyofmicrogridisproposedandthestrategyisverifi