微电网及含微电网的配电网保护策略研究

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微电网作为分布式发电的高级形态,可以将多种分布式电源、负荷、储能有效地组织起来,既可以与外部大电网互联作并网运行,也可与大电网断开连接作离网运行。微电网解决了分布式电源位置分散、不易管理的问题,但其内部特殊的电气环境给继电保护的配置带来了一定的难度,而且微电网的接入对传统配电网保护也产生了一定的影响。本文针对上述问题,对含微电网的配电网系统保护进行深入研究。主要内容如下:  搭建了分布式电源模型,并研究逆变器的控制算法,分析了逆变型分布式电源的故障特性。在此基础上,建立了含微电网的配电网仿真平台。并鉴于PCC保护的需要,提出一种基于储能系统和固态开关的新型公共连接点方案。  研究了公共连接点的保护配置,包括三个方面:防孤岛保护,防止微电网非计划孤岛运行;过欠压、过欠频保护,防止微电网长期运行于故障状态;联络线保护,快速、准确切除联络线上故障。  分析微电网的电气特性,提出基于通信的微电网保护方案,实现对微电网内部线路的保护,PCC保护主机通过保护从机中获取的故障信息,运用纵联保护的思想定位故障区域并生成跳闸信号,并由保护从机跳开相应的断路器从而切除故障区域。  在分析微电网接入对传统配电网电流保护、距离保护和自动重合闸保护影响的基础上,提出一种适用于含微电网的配电网保护——采用区域纵联保护、自动重合闸和三段式电流保护相配合,通过二次跳闸精确定位并切除故障。  探讨了PCC保护与微电网系统保护、配电网系统保护的协调配合,通过PCC保护延时与闭锁,实现整个含微电网的配电网保护系统的有序运行。  最后,在PSCAD平台上进行仿真实验,验证了本文所提方案的理论可行性。
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