含逆变型分布式电源配电网的馈线保护研究

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1、工程硕士学位论文含逆变型分布式电源配电网的馈线保护研究作者姓名杨伟涛工程领域电气工程校内指导教师汪隆君讲师校外指导教师李平高级工程师所在学院电力学院论文提交日期2018年4月ResearchonFeederProtectionofDistributionNetworkWithInverterInterfacedDistributedGeneratorsADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：YangWeitaoSupervisor：Lecturer

2、.WangLongjunSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TM771学校代号：10561学号：201521012071华南理工大学硕士学位论文含逆变型分布式电源配电网的馈线保护研究作者姓名：杨伟涛指导教师姓名、职称：汪隆君讲师申请学位级别：工程硕士学科专业名称：电气工程研究方向：电力系统故障分析、保护与控制论文提交日期：2018年4月20日论文答辩日期：2018年3月16日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：王钢

3、委员：陈浩敏钟庆李海峰梁远升摘要为了应对化石能源紧缺和生态环境恶化所带来的压力，分布式电源（DistributedGeneration,DG）技术在我国得到了大力的发展。特别是逆变型分布式电源（InverterInterfacedDistributedGeneration,IIDG）在电网中的接入日渐广泛。IIDG通过逆变器并网，其输出特性由逆变器控制策略决定，具有很强的非线性。IIDG复杂的输出特性为配电网故障分析带来很大的困难，极大地改变了配电网的短路电流分布，并可能导致馈线保护无法正常动作。为此，本文针对

4、含IIDG配电网的故障特征和馈线保护开展以下的研究工作：1）建立具有低电压穿越能力和采取消除负序电流控制策略的PQ控制型IIDG的控制模型和故障等值模型。基于所提的IIDG故障等值模型，对含IIDG的小电阻接地配电系统进行单相接地故障分析，并根据故障序网图利用回路电流法列写电压方程，推导出馈线零序电流表达式。提出了基于不定点法的零序电流迭代求解算法。2）利用MATLAB编写所提零序电流迭代求解算法程序，并基于IIDG的控制模型，在电力系统实时仿真系统RTDS上建立含IIDG小电阻接地配电系统仿真模型，通过比较M

5、ATLAB的计算结果和RTDS的仿真结果，验证了该算法的有效性和准确性。3）基于所建立的小电阻接地配电系统故障分析模型，揭示IIDG接入对馈线零序电流及相应保护的影响机理，并利用所提的零序电流迭代算法，计算在不同情况下的馈线零序电流，以验证所提影响机理的正确性。提出计及IIDG控制策略的自适应馈线零序电流保护新方案，并利用RTDS和MATLAB对所提保护方案进行测试。4）对含多个IIDG的配电网进行了故障特性分析，基于分析结果提出了计及IIDG控制策略的自适应馈线电流差动保护新方案。该保护方案需要通过非线性方程

6、求解算法计算IIDG的无功参考功率，以获取IIDG的输出电流。比较三种算法的优劣，利用RTDS和MATLAB进行算例验证，从中挑选出最符合工程应用实际的算法作为自适应馈线电流差动保护的基础算法，以计算IIDG的无功参考功率。在SIMULINK/MATLAB上搭建了含多个IIDG配电系统仿真模型，通过仿真对所提的保护方案进行测试。关键词：逆变型分布式电源；配电网；PQ控制策略；自适应馈线零序电流保护；自适应馈线电流差动保护IABSTRACTInordertocopewiththeshortageofenergya

7、ndalleviatethedeteriorationofecologicalenvironment,DistributedGeneration(DG)technologyhasbeengreatlydevelopedinChina.Especially,InverterInterfacedDistributedGenerators(IIDGs)arewidelyusedinthepowergrid.IIDGisconnectedtothepowergridthroughinverter,anditsoutpu

8、tisstronglynonlinear.Beside,relevantprovisionrequiresthatIIDGshouldhaveLowVoltageRideThrough(LVRT)capability,whichindicatesthatIIDGcanoutputreactivepowertosupportsystemvoltageafterafaultoccurs.T