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1、基于分布式发电的电网故障下并网控制策略研究摘要随着工业技术的迅猛发展，分布式发电系统的开发和利用越來越受到人们的重视。文章针对分布式发电电网在牛产实际中常见的故障进行分析和比较，并在此基础上提出相应的并网控制策略，这将对基于分如式发电的电网故障下并网运行与及时恢复具有重要的实际意义和指导作用。引言分布式发电(DistributedGeneration,DG)-般是指为满足某些终端用户的需求、釆用接在用户侧附近的小型发电机组述行发电的一种方式。这些小型发电机组规模一般不大，人约在儿卜千瓦到儿十兆瓦。一般而言，分布式电源是
2、直接接入配电系统(380V或10kV配电系统)并网运行或采取独立运行的方式。与传统的高压远距离输电系统的大型电站相比，分布式发电系统更靠近用户,不需要高压输电系统，从而可使基础设施的投资大大减小,并且建设快运行费用低，提高了供电的可靠性和电力质量。常见的DG的形式包括了-•些采用天然气、氢气、A阳能、风能等具有环境友好特性的能源，因此这种发电技术是一种可利用多种能源的技术。此外，为了提髙能源的利用效率和降低成本，往往采用冷热电三联供(Coinbmed,Cooling,HeatherandPower,CCHP)的形式，因
3、此从能源利用、节能和环保角度來看，这种发电技术都被认为是一种极有发展前途的发电技术。1电网中常见的故障1.1故障概述电力系统对能发牛的故障类型比较多，其中短路故障是电力系统中最常见、危害故严重的故障。短路是指电力系统止常运行情况以外的一切相与相Z间或相与地Z间的短接。在电力系统正常运行时，除中性点外，相与相或相与地之间是绝缘的,如果由于某种原因使其绝缘破坏而构成了通路，就称电力系统发生了短路故障。产生短路的主要原因是电气设备载流部分的绝缘损坏。1.2故障主要的种类及分析电力系统中可能发生的短路有两类:对称短路和不对称短
4、路。对称短路即为三相短路;不对称短路则包含单相接地短路、两相短路和两相接地短路。电力系统的运行经验表明，短路故障主要是单相接地短路。(1)单相接地短路单相接地短路是最常见的故障，约占全部故障的80%以上。对于中性点直接接地系统,发牛单相接地时，要求迅速切除故障点。对丁-中性点不接地或中性点经消弧线圈接地的系统,发牛单相接地时,允许短时间带电运行，但要求尽快寻找接地点,将接地部分退出运行并进行处理。(2)两相接地短路两相接地短路一般不会超过全部故障机率的10%。在中性点直接接地系统中，这种故障多在同一地点发牛;在中性点非
5、直接接地系统中，常见情况是先发生一点接地,而灰其他两相对地电压升高，衣绝缘薄弱处形成第二接地点，此两点多数不在同一点。(3)两相短路及三相短路两相短路及三相短路相对较少，一•般不超过全部故障机率的5%,但这种故障比较严重，故障发生后要求更迅速的切除。(4)转换性故障、重叠故障当发牛以上几种故障后，往往由丁•故障的演变和扩大，可能由一种故障转换为另一种故障，或发牛两种或两种以上的重叠性故障，这种故障约占全部故障机率的5%以下。1.3故障带來的危害随着短路类型、发生地点和持续吋I'可的不同,短路的后杲可能只破坏局部地区的正
6、常供电,也可能威胁整个系统的安全运行。短路的危险后果一燉有以下儿个方面：(1)短路点的电弧有可能烧坏电气设备，同吋很大的短路电流通过设备会使其发热增加,当短路持续时间较长时，可能使设备过热而损坏。(2)很大的短路电流通过导体时，将引起导休问很大的机械应力，如果导体和它们的支架不够坚固，则可能遭到破坏。(3)短路时，系统电压人幅度下降，对川户工作影响很人。系统屮最主要的负荷是异步电动机，它的电磁转矩同它的端电压平方成正比，电压下降时，电磁转矩将显著降低，使电动机停转,以致造成产品报废以及设备损坏等严重后果。(4)当电力系
7、统中发牛短路时,有可能使并列运行的发电厂(发电机)失去同步，破坏系统的稳定性，使敕个系统的正當运行遭到破坏，引起犬片地区的停电，这是短路故障最严重的后果。(5)不对称接地短路所造成的不平衡电流，将产生零序不平衡磁通,会在邻近的平行线路(如通信线路、铁道信号系统等)内感应出很大的电动势，这将造成对通信的干扰，并危及设备和人身的安全。2针对电网常见故障情况下的并网控制策略一个电网系统一般连接有多个分布式电源，这样很容易导致系统的不稳定。而电网中最严重的故障是短路故障，包括单相短路、两相短路、两相接地短路和三相短路,因此研究
8、电网短路故障H的并网控制是很有意义的。2.1统一功率因数控制方式电网故障时分布式发电系统可以釆用的一种控制策略就是在故障期间保持统一的功率因数。向网端输送最大有功功率时，其电流设置可以按下式计算：l=gu⑴g=p/u2式中:逆变器输出端的等效瞬态电导；U——三相电压向量U的模,U的值在三相电用均为正弦波,且三相平衡时是一个常数。然
