逆变型分布式电源对馈线自动化的影响与应对措施研究

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随着国民经济的快速发展,以煤、石油等传统的化石燃料为主的一次能源越来越少,而且,传统的能源在使用过程中对坏境带来了严重的影响。为了解决日益突出的环境恶化问题,分布式发电越来越得到人们的重视。随着经济社会的发展和国家政策的支持,近年来小功率分布式新能源发电逐步就近接入10kV配电公用网络。“十三五”期间,各类分布式电源在配电网中的渗透率大幅提高。分布式电源的大量接入,高渗透率使配电网成为一个电力分配与交换网络,线路潮流由单向变为双向,配电网由无源网变为有源网。现有的馈线自动化终端都是基于潮流单向流动设计,双向流动的潮流可能导致故障定位、隔离与非故障区恢复等一系列操作出现错误,对配电网安全运行、调控与故障处理带来影响。因此,研究分布式电源对配电网馈线自动化的影响具有十分重要的意义。本文结合目前较为典型的四种馈线自动化实现模式,详细分析各种馈线自动化的工作原理,故障隔离以及非故障区域恢复供电等逻辑判断模式。分别从分布式电源未及时脱网、防孤岛保护未及时动作以及影响主站的逻辑判断等几个方面详细分析分布式电源接入配电网后,对四种馈线自动化的影响,并进行仿真验证。当线路发生故障时,由于分布式电源的容量以及位置的不同,分布式电源对故障点所在线路段、故障点上游线路段及故障点下游线路段短路电流带来不同的影响,文中结合仿真分析了含分布式电源的配电网故障区间段两端和故障区间段上游非故障区段以及故障区间断下游非故障区段两端短路电流之间的幅值关系和相位关系。为下一步研究含分布式电源的配电网故障定位与隔离奠定基础。针对各种类型的馈线自动化实现模式,提出针对性的解决方案。对于就地型,考虑到计及分布式低电压穿越能力,提出配置远方跳闸的保护方式;对于集中型和智能分布型,提出通过比较线路区段两端电流的相位进行故障区间定位,同时解决了只有一端有故障电流的情况,并进行仿真验证,提出确定的逻辑判据;对于用户分界型,提出利用分界开关处电流与系统电流相位差作为判断依据的方法。本文在研究含分布式电源配电网故障定位的基础上,根据分布式电源对馈线自动化的影响以及含分布式电源配电网故障电流的信息,提出电流相位比较法,通过DigSilent仿真验证了其可行性,对分布式电源大量接入配网有着重要的意义,并为以后的研究奠定基础。
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