FREEDM微型电网及其继电保护研究.pdf

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1、第39卷第7期电力系统保护与控制Vbl_39NO．72011年4月1日PowerSystemProtectionandControlApr．1，2011FREEDM微型电网及其继电保护研究张明锐，刘金辉，金鑫(同济大学电子与信息工程学院，上海201804)摘要：FREEDM是美国北卡大学FREEDM工程研究中心提出的一个全新智能微网模型。首次将FREEDM的先进理念引入国内，对其主要思想和工作原理进行了综述性研究。阐述了FREEDM的系统配置和拓扑结构。介绍了FREEDM组网的关键设备固态变压器和固态断路器，分别分析了其工作原

2、理、拓扑结构和发展方向等。通过simulink软件的仿真对比分析指出由于含有大量储能元件和电力电子控制回路，固态变压器具有较强的限流作用，总结了FREEDM的短路电流特性。探讨了在FREEDM中应用区域纵联电流差动保护的继电保护策略。关键词：FREEDM；固态变压器；固态断路器；继电保护ResearchontheFREEDMmicro-gridanditsrelayprotectionZHANGMing-rui，LIUJin—hui，JINXin(Dept．ofElectronicandInformationEngineeri

3、ng，TongjiUniversity，Shanghai201804，China)Abstract．FREEDM(FutureRenewableElectricEnergyDeliveryandManagement)isabrand-newsmartmicro-gridmodelestablishedbytheFREEDMSystemCenteratNCStateUniversity．ThisarticleintroducestheadvancedconceptofFREEDMforthefirsttimetoourcount

4、ry．Inthispaper，thebasicprinciple，systemconfigurationandtopologyofFREEDMarereviewedandresearched，thekeynetworkingequipmentsofFREEDMincludingSSFIDandFIDarediscussedrespectivelyfromtheaspectsoftheirworkingprinciple，topologyanddevelopmenttrend．Throu曲comparativeanalysisb

5、yusingSimulink，itispointedoutthatSSThasastrongcurrentlimitingefectbecauseitcontainsalotofenergystoragedeviceandpowerelectroniccontrolloop．Theshort-circuitcurrentcharacteristicofFREEDMissummarized．Finallytheprotectionstrategyfortheapplicationofregionalpilotcurrentdif

6、erentialprotectioninFREEDMisresearched．Keywords：FREEDM：SST；SSFID：relayprotection中图分类号：TM71；TM41文献标识码：A文章编号：1674—3415(2011)07—0095—05RenewableElectricEnergyDeliveryandManagement，0引言FRIEDM)网络，是由美国北卡罗莱纳州立大学提出近年来，随着世界经济的发展，人类的能源需的新型智能微型电网模型，目前北卡州立大学正在兴求越来越大，而地球上储存的化石能源却

7、越来越少。建1MW的试验性电网。它由美国国家科学基金会人类面临着日益严重的能源危机。我国的能源现状(NationalScienceFoundation，NSF)于2008年起开尤其严峻。我国人均化石能源占有量远远低于世界始资助，每年仅官方资助经费即高达1800万美元，平均水平，能源保障的压力越来越大，只有通过不此外，还联合了其他若干著名大学和跨国企业[4】。目断开发利用太阳能、风能、生物能等新能源，才能前国际上对于FREEDM的研究尚处于初级阶段；而国从根本上保障能源供应I1】。除了在偏远地区建立大内关于微型电网的研究刚刚起步

8、，对FREEDM尚未见规模的可再生能源发电场并经过传输线把电力输送文献予以关注。到负荷中心之外，在用户附近实施分布式发电是改1FREEDM系统理论善能源安全、减少环境污染的另一条重要途径[20】。而分布式发电并网会引起若干技术问题，新概念1．1FREEDM的基本思想电网FRE