基于全網(wǎng)信息的分布式發(fā)電系統(tǒng)自適應(yīng)保護(hù)研究.pdf

1、分布式發(fā)電(Distributed Generation，DG)目前已經(jīng)公認(rèn)是一種高效率、可以大幅度改善電網(wǎng)質(zhì)量的新能源技術(shù)。在分布式發(fā)電帶來了大量的經(jīng)濟(jì)利益的同時(shí)，也將配電網(wǎng)從輻射狀的網(wǎng)絡(luò)變成了多電源的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。電網(wǎng)運(yùn)行狀況的改變使配網(wǎng)的繼電保護(hù)機(jī)理也必須進(jìn)行改變才能適應(yīng)分布式發(fā)電系統(tǒng)的需求。根據(jù)IEEE1547，一旦在配電網(wǎng)中發(fā)生故障，DG首先被切除，以保證保護(hù)能夠正確動(dòng)作。然而，這不僅損害了DG發(fā)電商的利益，而且降低了電力系統(tǒng)的可

2、靠性。為了縮小停電范圍，實(shí)現(xiàn)對(duì)故障點(diǎn)的準(zhǔn)確定位，研究多電源區(qū)域的新型電流保護(hù)的任務(wù)是非常緊迫的。面對(duì)配網(wǎng)很少具有PT，無法獲得功率方向，無法快速獲得短路阻抗的條件下，如何可靠的切除故障，并具有切實(shí)的實(shí)際意義，是本文的關(guān)注焦點(diǎn)。 本文在對(duì)配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和傳統(tǒng)保護(hù)了解的基礎(chǔ)上分別分析了DG接入數(shù)量、接入位置、接入方式以及DG容量對(duì)配電網(wǎng)的影響。據(jù)此提出了分布式發(fā)電系統(tǒng)的新型保護(hù)應(yīng)該滿足故障時(shí)DG不切除、保護(hù)通信系統(tǒng)要和分布式網(wǎng)絡(luò)

3、相適應(yīng)、新的保護(hù)算法盡量只利用容易獲得的量、新的保護(hù)在滿足“三性”的基礎(chǔ)上要滿足經(jīng)濟(jì)性的要求、避免大范圍使用差動(dòng)等要求。在分析了分布式發(fā)電系統(tǒng)的特點(diǎn)后，將新一代的電力系統(tǒng)通信規(guī)約IEC61850變電站通信體系應(yīng)用到其中。給出了分布式發(fā)電保護(hù)通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，在在IEC61850的基礎(chǔ)上給出了分布式保護(hù)的信息通信模型。使分布式發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)部和分布式系統(tǒng)之間的無縫連接環(huán)境得到改善，便于其推廣。 IEC61850應(yīng)用到分布式系統(tǒng)中之后，其

4、應(yīng)用的空間范圍突破了變電站，其工作環(huán)境較變電站也更加復(fù)雜，報(bào)文傳輸?shù)耐叫允軇μ魬?zhàn)。本文提出將IEEE1588同步協(xié)議應(yīng)用到構(gòu)建好的基于IEC61850的分布式發(fā)電系統(tǒng)中去，該協(xié)議的特點(diǎn)也適合在成熟的以太網(wǎng)中應(yīng)用，以太網(wǎng)以其成熟的技術(shù)，低廉的成本，將其應(yīng)用到分布式保護(hù)系統(tǒng)中有著無可比擬的優(yōu)勢(shì)。采用FPGA構(gòu)建時(shí)標(biāo)生產(chǎn)裝置，給出了符合IEEE1588協(xié)議的時(shí)鐘同步方案的軟硬件模型，總結(jié)了GOOSE的優(yōu)化方案。并在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下對(duì)其同步精確度

5、進(jìn)行了驗(yàn)證。 根據(jù)部分母線節(jié)點(diǎn)在故障發(fā)生時(shí)可以只通過電流量就可以判斷故障方向的特點(diǎn)，提出了符合本文所述的分布式發(fā)電保護(hù)通信系統(tǒng)的保護(hù)算法。首先基于故障方向搜索算法完成故障相關(guān)區(qū)域劃分；然后在故障相關(guān)區(qū)域內(nèi)的IED根據(jù)實(shí)際情況采用幅值判據(jù)、向量判據(jù)、相位比較判據(jù)來完成故障隔離。對(duì)基于故障相關(guān)區(qū)域劃分保護(hù)算法給出了數(shù)學(xué)模型，完成網(wǎng)絡(luò)描述、生成故障信息矩陣、故障搜索矩陣、完成故障隔離。給出了在本文所述的通信系統(tǒng)中該算法實(shí)現(xiàn)過程中的信息