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随着能源需求量不断上涨,世界的能源现状令人堪忧。目前,煤、石油、天然气在世界能源消费结构中所占比重很大,大量的使用化石能源,进一步使生态环境恶化,直接威胁到人类的生存环境。随着我国电力行业的大力发展,分布式电源技术的出现可以缓解部分能源需求量。为了实现分布式电源顺利接入电网,寻求合适的配电网保护方案是至关重要的。
本文首先介绍了分布式电源发电系统的概念、发展历史和发展现状。接下来分析几种主要类型的分布式电源技术相关数学模型和分布式电源接入电网的形式。通过对传统配电网保护系统的介绍和分析后,用仿真软件建立配电网模型并分析传统配电网保护系统在分布式电源(distributed generation,DG)接入后的不适应性,进而对保护方案的设计提供理论支撑。
通过对广域保护和新型继电保护的研究,设计了一种基于矩阵算法的广域保护方案。利用智能电子设备(Intelligent electronic devices,IED)在配电网中的应用,将网络划分成 IED相关区域。利用 IED集形成的相关区域进一步形成首末节点矩阵,通过首末节点矩阵的相关计算得到判别矩阵,最后获得故障一次定位结果。在故障的二次定位中利用二次定位向量锁定更精确的故障位置。该保护方案忽略两分支节点,简化了计算步骤,同时考虑特殊情况下对相关区域的修正使故障定位方案更加全面。
最后考虑到开关信息非健全性,设计了一种基于非健全信息的保护方案。利用馈线开关上报的故障报警信号与故障特点的关系,判断故障报警信号畸变。通过对线路上终端上传相应的开关报警信息与 IED上传的电流方向信息分析比较后纠正报警信号中的错误信息。再对配电网网络结构进行划分,利用配电网系统的功率方向和每个区域的前端和后端的故障功率方向得到区域状态并判定故障发生的区域。算法整体流程简便,无需考虑计算复杂的矩阵算法,与此同时,也避开了智能算法的多次迭代。缩短了故障搜索时间,提高了故障定位的速度。
本文首先介绍了分布式电源发电系统的概念、发展历史和发展现状。接下来分析几种主要类型的分布式电源技术相关数学模型和分布式电源接入电网的形式。通过对传统配电网保护系统的介绍和分析后,用仿真软件建立配电网模型并分析传统配电网保护系统在分布式电源(distributed generation,DG)接入后的不适应性,进而对保护方案的设计提供理论支撑。
通过对广域保护和新型继电保护的研究,设计了一种基于矩阵算法的广域保护方案。利用智能电子设备(Intelligent electronic devices,IED)在配电网中的应用,将网络划分成 IED相关区域。利用 IED集形成的相关区域进一步形成首末节点矩阵,通过首末节点矩阵的相关计算得到判别矩阵,最后获得故障一次定位结果。在故障的二次定位中利用二次定位向量锁定更精确的故障位置。该保护方案忽略两分支节点,简化了计算步骤,同时考虑特殊情况下对相关区域的修正使故障定位方案更加全面。
最后考虑到开关信息非健全性,设计了一种基于非健全信息的保护方案。利用馈线开关上报的故障报警信号与故障特点的关系,判断故障报警信号畸变。通过对线路上终端上传相应的开关报警信息与 IED上传的电流方向信息分析比较后纠正报警信号中的错误信息。再对配电网网络结构进行划分,利用配电网系统的功率方向和每个区域的前端和后端的故障功率方向得到区域状态并判定故障发生的区域。算法整体流程简便,无需考虑计算复杂的矩阵算法,与此同时,也避开了智能算法的多次迭代。缩短了故障搜索时间,提高了故障定位的速度。