電氣工程及其自動化畢業(yè)設(shè)計(jì)-分布式電源對配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p>　　分布式電源對配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要I</b><

2、/p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　1 引言1</b></p><p>　　1.1 課題背景與研究意義1</p><p>　　1.2 課題的研究現(xiàn)狀1</p><p>　　1.2.1分布式電源的研究現(xiàn)狀1</p><p>　　1.2.2

3、 分布式電源接入配電網(wǎng)對繼電保護(hù)影響的研究現(xiàn)狀2</p><p>　　1.3 論文的主要工作2</p><p>　　2 分布式電源的定義及分類3</p><p>　　2.1 分布式電源的定義3</p><p>　　2.2 分布式電源類型介紹3</p><p>　　3 配電網(wǎng)的繼電保護(hù)5</p>

4、<p>　　3.1 配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)5</p><p>　　3.2 繼電保護(hù)的基本原理及其要求5</p><p>　　3.3 配電網(wǎng)繼電保護(hù)的原理6</p><p>　　3.3.1電流速斷保護(hù)7</p><p>　　3.3.2 限時電流速斷保護(hù)8</p><p>　　3.3.3 定時限過電流保護(hù)9&

5、lt;/p><p>　　3.4 階段式電流保護(hù)的配合及應(yīng)用10</p><p>　　4 分布式電源對配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響分析11</p><p>　　4.1 分布式電源接入位置對配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響12</p><p>　　4.2 分布式電源接入容量對配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響14</p><p>　　4.3 算例分析

6、16</p><p>　　4.3.1 仿真模型17</p><p>　　4.3.2 驗(yàn)證仿真17</p><p>　　5 結(jié)論與展望23</p><p><b>　　5.1 結(jié)論23</b></p><p><b>　　5.2 展望24</b></p>

7、<p><b>　　參考文獻(xiàn)25</b></p><p><b>　　致謝27</b></p><p><b>　　Contents</b></p><p>　　AbstractII</p><p>　　1 Introduction1</p>

8、<p>　　1.1 The research background and significance1</p><p>　　1.2 The current research situation of the subject1</p><p>　　1.2.1 The current research situation of distributed generation 1&

9、lt;/p><p>　　1.2.2 The current research situation of the impact of distributed generation on the protection of distribution network2</p><p>　　1.3 The main work of the thesis2</p><p>　

10、　2 The definition and categories of distributed generation3</p><p>　　2.1 The definition of distributed generation3</p><p>　　2.2 The categories of distributed generation3</p><p>　

11、　3 The protection of distribution network5</p><p>　　3.1 The structure of distribution network5</p><p>　　3.2 The basic principles and requirements of distribution network5</p><p>

12、　　3.3 The principles of the protection of distribution network6</p><p>　　3.3.1 Current quick-breaking protection7</p><p>　　3.3.2 Time limit current quick-breaking protection8</p><p

13、>　　3.3.3 Definite time over-current protection9</p><p>　　3.4 The cooperation and application of stage current protection10</p><p>　　4 The impact of distributed generation on the protection

14、of distribution network11</p><p>　　4.1 The impact of the location of distributed generation on the protection of distribution network12</p><p>　　4.2 The impact of the penetration levels of dis

15、tributed generation on the protection of distribution network14</p><p>　　4.3 Analysis of examples 16</p><p>　　4.3.1 Simulation models17</p><p>　　4.3.2 Verify simulation models17

16、</p><p>　　5 Conclusions and prospects23</p><p>　　5.1 Conclusions23</p><p>　　5.2 Prospects24</p><p>　　Reference documents25</p><p><b>　　Thanks27

17、</b></p><p>　　分布式電源對配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響</p><p>　　摘要：分布式電源因?yàn)槠洵h(huán)境保護(hù)性、靈活性、高效性等因素具備越來越廣闊的市場應(yīng)用前景，然而在分布式電源并入以“大機(jī)組、大電網(wǎng)、高電壓”為特點(diǎn)的傳統(tǒng)配電網(wǎng)的過程中時，改變了配電網(wǎng)的供電方式、潮流方向，可能使原有的繼電保護(hù)裝置發(fā)生誤動或拒動，由此給系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來了諸多問題?；谏鲜銮闆r，研究分布式

18、電源接入配電網(wǎng)對繼電保護(hù)的影響具有十分重要的意義。</p><p>　　首先，對分布式電源的研究現(xiàn)狀、定義、類型和特點(diǎn)等進(jìn)行了簡單介紹，列舉了目前應(yīng)用比較廣泛、發(fā)展前景較為良好的幾種分布式電源，對分布式電源有一個基本的了解。</p><p>　　其次，系統(tǒng)分析了配電網(wǎng)中的電流保護(hù)，詳細(xì)論述了電流速斷保護(hù)、限時電流速斷保護(hù)、定時限過電流保護(hù)的理論原理，剖析了階段式電流保護(hù)的配合關(guān)系，為解決后

19、續(xù)問題打好理論基礎(chǔ)。</p><p>　　最后，研究了分布式電源的接入對配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響，針對分布式電源接入位置和容量的差異，對繼電保護(hù)的影響進(jìn)行了探究。并利用PSCAD/EMTDC將分布式電源接入前后，接入容量和故障點(diǎn)相對其位置的不同進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，從直觀的視覺角度分析了分布式電源接入配電網(wǎng)對繼電保護(hù)的影響。</p><p>　　關(guān)鍵詞：分布式電源；配電網(wǎng)；繼電保護(hù)；短路電流；PSC

20、AD</p><p>　　The Impact of Distributed Generation on the Protection of Distribution Network</p><p>　　Abstract Distributed generation have more and more broad market application prospect because o

21、f its environmental protection, flexibility, efficiency and other factors. Yet when distributed generation get into the traditional distribution network, with the characteristics of large electricity grid, generator netw

22、ork and high voltage, it may change the way of distribution network power supply, current direction and make the original relay protection misoperate or reject, which bring the normal op</p><p>　　Firstly, th

23、e research introduce the current research situation, definition, types and characteristics of distributed generation, list several kinds of distributed generations with more widely and greatest development prospect. We h

24、ave a basic knowledge of distributed generation.</p><p>　　Secondly, this thesis analyzes the current protection of distribution network, expounds the theoretical principle of current quick-breaking protectio

25、n, time limit current quick-breaking protection and definite time over-current protection. Analysis the cooperation of stage current protection. Lay a theoretical basis for the subsequent problem</p><p>　　Fi

26、nally, study the impact of distributed generation on the protection of distribution network. Exploring the effect of distribution network in view of location and penetration. And by using PSCAD/EMTDC make simulate verifi

27、cation. From the point of view of intuitive visual analyzing the impact of distributed generation on the protection of distribution network.</p><p>　　Keywords Distributed generation, Distribution network, R

28、elay protection, Short circuit current, PSCAD</p><p><b>　　1 引言</b></p><p>　　1.1 課題背景與研究意義</p><p>　　進(jìn)入二十一世紀(jì)，能源成為人們賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，而隨著經(jīng)濟(jì)增長、社會發(fā)展，世界各國的能源形勢也日益嚴(yán)峻。為了減緩矛盾的日益加劇并解決隨

29、之而來的環(huán)境問題，世界各國都積極尋求可以代替煤、石油、天燃?xì)獾纫淮涡曰茉吹男滦汀⑶鍧?、可再生能源?lt;/p><p>　　“電”雖早已存在于我們居住的地球，但直到19世紀(jì)，這一有效、方便、清潔的能源才開始廣泛應(yīng)用于人類社會，而隨著支撐國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)和公共事業(yè)的快速發(fā)展，電力工業(yè)早已在世界各國經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略中占有舉足輕重的地位。20世紀(jì)出現(xiàn)的人類工程史上最為重要的科學(xué)成就——大規(guī)模電力系統(tǒng)，它是由決

30、定電力生產(chǎn)與消費(fèi)的發(fā)電、輸電、配電、用電等環(huán)節(jié)組成的。20世紀(jì)中后期，電力工業(yè)進(jìn)入了以大機(jī)組、大工廠為特點(diǎn)，從高壓到超高壓以至于特高壓趨勢發(fā)展的新時代。而以煤炭為燃料的火力發(fā)電對環(huán)境的破壞是極為巨大的，在燃燒煤、石油、天然氣而產(chǎn)生電力的過程中，不僅產(chǎn)生二氧化碳等溫室氣體，而且燃煤還會排放大量的二氧化硫等有害氣體，給環(huán)境帶來嚴(yán)重的污染。</p><p>　　除了能源、環(huán)境問題，大規(guī)模電力系統(tǒng)的缺陷也日漸顯現(xiàn)：高昂的

31、成本，運(yùn)行難度的增大，不能及時地跟蹤電力系統(tǒng)負(fù)荷的變化，而當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生對整個社會帶來不利影響的大停電事故時，也將影響系統(tǒng)對重要負(fù)荷的連續(xù)供電，因此用戶側(cè)的就地電源便成為重要保障。這一批用戶側(cè)的就地電源很好的輔助和補(bǔ)充了現(xiàn)有電網(wǎng)，提高系統(tǒng)的安全性、可靠性、靈敏性和經(jīng)濟(jì)性，同時也滿足了可持續(xù)發(fā)展的基本要求，而它的安全供電不僅不依賴于電網(wǎng)，還可以自下而上的維持整個電網(wǎng)的運(yùn)行，而且能源利用率也比現(xiàn)有系統(tǒng)有所提高，相應(yīng)的環(huán)境污染也會減少。</

32、p><p>　　在繼續(xù)發(fā)展大機(jī)組、大電網(wǎng)、高電壓系統(tǒng)的同時，也要注意在負(fù)荷中心建立足夠的分布式電源，以便作為停電后的備用，使得重要負(fù)荷在較短的時間內(nèi)恢復(fù)供電，保證居民的基本生活和能源供應(yīng)。分布式電源與電網(wǎng)相連，既存在著諸多優(yōu)點(diǎn)，但其也有許多問題需要解決。例如，完成對分布式電源的可靠控制比較困難，接入成本也相對較高；此外，當(dāng)分布式電源并入電網(wǎng)時，會改變故障電流的大小、方向和持續(xù)時間，使繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)誤動、拒動等，從而

33、影響繼電保護(hù)裝置的可靠性和選擇性，甚至?xí)：φ麄€電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。所以，對分布式電源對配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響的研究就顯得尤為重要。</p><p>　　1.2 課題的研究現(xiàn)狀</p><p>　　1.2.1分布式電源的研究現(xiàn)狀</p><p>　　為了更好地發(fā)揮分布式電源的優(yōu)勢，針對性的解決傳統(tǒng)大規(guī)模集中式單一供電系統(tǒng)的缺點(diǎn)，分布式電源的研究和發(fā)展已成為世界各國競

34、相關(guān)注的熱點(diǎn)，成為全球能源競爭的重要組成部分。無論是在國外的發(fā)達(dá)國家和地區(qū)，還是類似于中國的新興發(fā)展中國家，都已開始制定相關(guān)的政策以推動其研究與應(yīng)用，以期更好地利用分布式電源的優(yōu)勢解決傳統(tǒng)電網(wǎng)的問題。</p><p>　　為了降低損耗、提高電力系統(tǒng)的靈活性與可靠性、節(jié)省電網(wǎng)投資成本，以美國、歐洲、日本為代表的發(fā)達(dá)國家和地區(qū)已經(jīng)開始探索將分布式電源與大電網(wǎng)系統(tǒng)相結(jié)合的發(fā)電方式。美國是最早提出由分布式電源構(gòu)成微電網(wǎng)概

35、念的國家，雖因其復(fù)雜的電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、低能源成本等原因受到限制，但現(xiàn)已完成了幾個極具代表性的基礎(chǔ)項(xiàng)目，同時美國政府也采取多種措施積極推進(jìn)分布式電源的應(yīng)用和發(fā)展。歐洲立足于本地區(qū)的基本情況，積極推動歐洲小型、分散式風(fēng)電的發(fā)展，推進(jìn)發(fā)電設(shè)備生產(chǎn)商與電力公司間的相互合作，使得分布式電源得到商業(yè)化的試驗(yàn)，充分利用先進(jìn)的電子技術(shù)、智能技術(shù)、風(fēng)電等分布式能源實(shí)現(xiàn)分布式發(fā)電與集中供電系統(tǒng)的高效緊密結(jié)合。日本開展分布式發(fā)電是基于本國資源短缺，負(fù)荷增長的現(xiàn)

36、實(shí)，但其將減少污染、滿足能源供給多樣化和用戶的個性化需求作為發(fā)展目標(biāo)，經(jīng)過多年的研究，日本已在分布式電源并網(wǎng)等方面有了長足的發(fā)展。我國在分布式電源的研究方面起步較晚，加之受資源、設(shè)備、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和電力市場化等因素的限制，極大地制約了分布式電源的快速發(fā)展，但這一問題已引起了國家相關(guān)部門的高度重視，并積極推進(jìn)風(fēng)電、生物質(zhì)能發(fā)電、太陽能發(fā)電的快速發(fā)展以作為分布式電源的主</p><p>　　1.2.2 分布式電源接入配

37、電網(wǎng)對繼電保護(hù)影響的研究現(xiàn)狀</p><p>　　分布式電源接入配電網(wǎng)對電力系統(tǒng)的控制、運(yùn)行、保護(hù)等方面帶來了挑戰(zhàn)，因此國內(nèi)外的高校、科研機(jī)構(gòu)、電力公司對分布式發(fā)電技術(shù)進(jìn)行了更為廣泛、深入的研究。</p><p>　　參考文獻(xiàn)[10]簡要介紹了分布式電源的定義、分類和特點(diǎn)，分析并討論了分布式電源并網(wǎng)對電力系統(tǒng)的影響，具有一定的指導(dǎo)意義，然而并未提出消除不利影響的解決方案。參考文獻(xiàn)[11]在

38、總結(jié)國內(nèi)外現(xiàn)有并網(wǎng)規(guī)則的基礎(chǔ)上，提出了我國制定并網(wǎng)規(guī)則應(yīng)遵循的準(zhǔn)則，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。參考文獻(xiàn)[12]提出了通過協(xié)調(diào)電流的三段式保護(hù)來減小故障的切除時間。參考文獻(xiàn)[8]以PSCAD/EMTDC為基本工具，構(gòu)建了分布式電源和配電網(wǎng)的模型，研究了分布式電源對配電網(wǎng)電流保護(hù)的影響。參考文獻(xiàn)[14]針對現(xiàn)有配電網(wǎng)的保護(hù)提出了新的改進(jìn)方案。</p><p>　　1.3 論文的主要工作</p><p&g

39、t;　　針對目前分布式電源迅猛發(fā)展的現(xiàn)狀，就分布式電源對配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響進(jìn)行了簡明介紹。</p><p>　?。?）本文第二章闡述了分布式電源的定義、類型、特點(diǎn)等，對分布式電源有一個基本的了解。</p><p>　　（2）本文第三章分析了傳統(tǒng)配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和接線方式，對配電網(wǎng)的三段式電流保護(hù)進(jìn)行了研究。</p><p>　?。?）本文第四章系統(tǒng)的研究了分布式電

40、源的接入對配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響，針對分布式電源接入位置和容量的差異，對繼電保護(hù)的影響進(jìn)行了探究。同時對PSCAD/EMTDC進(jìn)行了簡要介紹，并利用PSCAD/EMTDC仿真對分布式電源接入配電網(wǎng)對繼電保護(hù)的影響進(jìn)行了分析。</p><p>　?。?）本文第五章對研究工作進(jìn)行了簡要的總結(jié)和展望。</p><p>　　2 分布式電源的定義及分類</p><p>　　2.

41、1 分布式電源的定義</p><p>　　對于分布式電源的定義，學(xué)術(shù)界仍存在爭議。IEEE把分布式電源定義為：容量小、能夠在任意位置并入電力系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)。國際大電網(wǎng)委員會（CIGRE）定義分布式電源是最大容量為50-100MW、不受統(tǒng)一調(diào)度和控制并且聯(lián)接于配電網(wǎng)的發(fā)電機(jī)組。對于分布式電源額定容量的界定，EPRI、CIGRE和IEEE等組織都制定了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，但卻存在著較大分歧。EPRI定義的容量范圍為幾kW至50

42、MW；CIGRE定義的容量范圍為不大于50-100MW；IEEE定義的容量范圍為不大于10MW?？紤]到分布式電源并網(wǎng)電壓等級，學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為分布式電源包括聯(lián)接到配電系統(tǒng)和安裝在負(fù)荷附近聯(lián)接到輸電系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)組。</p><p>　　2.2 分布式電源類型介紹</p><p>　　按不同的標(biāo)準(zhǔn)，分布式電源可以分成不同的類型。依據(jù)容量大小可將其分成大型（≥1MW）、中型（100KW-1MW）、

43、小型（＜100kW）三類。根據(jù)發(fā)電能源是否可再生可以分為利用不可再生能源和利用可再生能源的分布式發(fā)電，利用不可再生能源的分布式發(fā)電主要包括微型燃汽輪機(jī)和燃料電池等，而基于可再生能源或清潔能源的分布式發(fā)電是目前的研究熱點(diǎn)，利用可再生能源的分布式發(fā)電主要包括光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電和潮汐發(fā)電等。下面就幾種分布式發(fā)電技術(shù)做簡單介紹。</p><p><b>　?。?）微型燃?xì)廨啓C(jī)</b

44、></p><p>　　微型燃?xì)廨啓C(jī)是一種以30-300kW功率運(yùn)行的熱力發(fā)電機(jī)，其主要燃料為柴油、汽油、天然氣、甲烷等，其滿載運(yùn)行時的發(fā)電效率可達(dá)30%，在熱電聯(lián)產(chǎn)的情況下，發(fā)電效率會有大幅度的提高，可達(dá)70%以上。噪聲低、體積小、重量輕、污染低、運(yùn)行維護(hù)簡單、發(fā)電效率高是微型燃?xì)廨啓C(jī)的主要特點(diǎn)，也因其上述特點(diǎn)，微型燃?xì)廨啓C(jī)有望改變集中式能源供應(yīng)的方式。</p><p><b

45、>　?。?）燃料電池</b></p><p>　　燃料電池是在燃料與氧化劑發(fā)生氧化還原反應(yīng)的過程中，釋放出大量的化學(xué)能，并利用這部分能量進(jìn)行發(fā)電的裝置。因其直接將反應(yīng)過程中的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能，減少了多次轉(zhuǎn)換過程中的能量損耗，極大的提高了能源的利用效率，也因其具有能源利用率高、無噪聲、零排放等優(yōu)點(diǎn)，受到了眾多用戶的青睞。但是由于較高的運(yùn)行成本和初期投資，目前燃料電池僅處于研究、試驗(yàn)階段。</

46、p><p><b>　　（3）光伏發(fā)電</b></p><p>　　太陽能光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體材料的光電效應(yīng)直接將太陽能轉(zhuǎn)化成電能的技術(shù)。一般情況下，光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電與電能變換系統(tǒng)是由光伏電池板、控制器、電能存儲和變換等環(huán)節(jié)組成，而經(jīng)過電纜、控制器、儲能等環(huán)節(jié)將對光伏電池板產(chǎn)生的電能予以轉(zhuǎn)換和存儲。相比于其他的發(fā)電技術(shù)，光伏發(fā)電技術(shù)具有維護(hù)簡單、安全可靠、規(guī)模靈活、不受

47、地域限制、無污染、使用時間長、無需依賴電壓和系統(tǒng)周期等優(yōu)點(diǎn)。而每一項(xiàng)技術(shù)的出現(xiàn)有利也有弊，正是因?yàn)楣夥l(fā)電不依賴于電壓和系統(tǒng)周期，因此系統(tǒng)的電壓和頻率對其基本上沒有影響，而電池結(jié)溫、光照強(qiáng)度等因素也深刻的影響了光伏發(fā)電技術(shù)的輸出功率，較高的發(fā)電成本也影響了光伏發(fā)電技術(shù)的廣泛應(yīng)用。</p><p><b>　?。?）風(fēng)力發(fā)電</b></p><p>　　風(fēng)力發(fā)電技術(shù)是一

48、種將風(fēng)能轉(zhuǎn)化成電能的發(fā)電技術(shù)，由于風(fēng)力發(fā)電的儲能巨大，能源供應(yīng)源源不斷，安全、清潔、可再生，使其受到越來越普遍的歡迎。風(fēng)力發(fā)電的原理較為簡單，利用風(fēng)場中的風(fēng)吹動風(fēng)機(jī)的葉片產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，再由葉片帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，從而將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能。風(fēng)力發(fā)電既可以并入電網(wǎng)（并網(wǎng)型）也可以單獨(dú)地運(yùn)行（離網(wǎng)型），而近幾年風(fēng)電的主要趨勢，大規(guī)模開發(fā)風(fēng)電的主要形式是并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電。作為目前發(fā)展較為成熟的分布式發(fā)電技術(shù)，具有占用耕地少、基建周期短、環(huán)境效益好的優(yōu)點(diǎn)，而風(fēng)

49、力發(fā)電的主要缺點(diǎn)在于地域性強(qiáng)、能量較為分散、受氣候的影響較大，并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率隨風(fēng)速的變化而變化，風(fēng)速變化帶來的輸出功率波動會給電網(wǎng)的正常運(yùn)行帶來不利的影響。</p><p><b>　　（5）生物質(zhì)能發(fā)電</b></p><p>　　生物質(zhì)能發(fā)電是以城市垃圾、工業(yè)、林業(yè)、農(nóng)業(yè)廢棄物為原料的發(fā)電技術(shù)，它主要包括工業(yè)廢水、畜禽養(yǎng)殖場廢水、垃圾填埋場沼氣發(fā)電，以

50、及城市生活垃圾焚燒發(fā)電，木材加工廢棄物、林業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)秸稈、糧食加工廢棄物發(fā)電。生物質(zhì)能發(fā)電使得廢棄物重新具有了利用價值，以此技術(shù)建立的小型發(fā)電設(shè)備所生產(chǎn)的電能基本上可以就地消耗，然而生物質(zhì)資源分布不均，收集不便，不適宜遠(yuǎn)距離運(yùn)輸，經(jīng)濟(jì)性能不高等因素極大的限制了其廣泛應(yīng)用，但在實(shí)現(xiàn)電力供應(yīng)的基礎(chǔ)上最大限度的保護(hù)了環(huán)境具有重要的意義。</p><p><b>　?。?）地?zé)岚l(fā)電</b><

51、/p><p>　　地?zé)岚l(fā)電實(shí)際上是以蒸汽和地下熱水為動力源的新型發(fā)電技術(shù)。其發(fā)電原理與火力發(fā)電以能源轉(zhuǎn)換定律為原理發(fā)電相類似，首先把地下的熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，而后再將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能的能量轉(zhuǎn)變過程。由于已開發(fā)的地?zé)豳Y源主要有蒸汽型和熱水型兩大類，因此將地?zé)岚l(fā)電分為兩大類。在各種可再生能源的應(yīng)用中，人們對來自太空的太陽能予以更多的關(guān)注，卻忽略了地球本身賦予人類的豐富資源，地?zé)崮軐⒂锌赡艹蔀槲磥砟茉吹闹匾M成部分。<

52、/p><p><b>　?。?）潮汐發(fā)電</b></p><p>　　潮汐發(fā)電與普通水力的發(fā)電原理相類似，通過出水庫，在漲潮時將海水的能量以勢能的形式儲存在水庫內(nèi)，在落潮時將海水放出，利用高、低潮位之間的落差，推動水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。潮汐能是一種不污染環(huán)境、清潔、不影響生態(tài)平衡的可再生能源，受氣候、水文等自然因素的影響較少，電站也不需要淹沒大量農(nóng)田構(gòu)成水庫,但

53、因積存的海水落差不大，流量卻較大并呈間歇性，從而用于潮汐發(fā)電的水輪機(jī)在結(jié)構(gòu)上要配合大流量、低水頭的特點(diǎn)。潮汐發(fā)電是一項(xiàng)潛力巨大的事業(yè)，據(jù)海洋學(xué)家計(jì)算，世界上潮汐能發(fā)電的資源量豐富。經(jīng)過多年的摸索，在總體結(jié)構(gòu)和工作原理上基本成型，能夠進(jìn)入大規(guī)模開發(fā)利用的階段，擁有廣闊的發(fā)展前景。</p><p>　　3 配電網(wǎng)的繼電保護(hù)</p><p>　　3.1 配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)</p><

54、;p>　　配電網(wǎng)是由配電變壓器、隔離開關(guān)、無功補(bǔ)償電容、架空線路、電纜、桿塔以及一些附屬設(shè)施等組成，在電力網(wǎng)中起到重要電能的分配作用。配電網(wǎng)按電壓等級可分為高壓配電網(wǎng)（35-110KV）、中壓配電網(wǎng)（6-10KV）、低壓配電網(wǎng)（220/380V）；按供電區(qū)的功能可分為工廠配電網(wǎng)、城市配電網(wǎng)和農(nóng)村配電網(wǎng)。配電網(wǎng)一般采用閉環(huán)設(shè)計(jì)，開環(huán)運(yùn)行的方式，其結(jié)構(gòu)呈輻射狀。配電網(wǎng)一般由單側(cè)電源來供電，其電流和功率的流動方向也是單向的，因此配電網(wǎng)的

55、繼電保護(hù)裝置是以單側(cè)電源的保護(hù)為依據(jù)來設(shè)計(jì)的。傳統(tǒng)配電網(wǎng)的繼電保護(hù)通常是由三段式的電流保護(hù)構(gòu)成，即電流速斷保護(hù)、限時電流速斷保護(hù)和定時限過電流保護(hù)。</p><p>　　3.2 繼電保護(hù)的基本原理及其要求</p><p>　　為完成配電網(wǎng)繼電保護(hù)的基本任務(wù)，首先必須要學(xué)會區(qū)分配電網(wǎng)的正常工作、不正常工作和故障三種運(yùn)行狀態(tài)，甄別出存在異常和發(fā)生故障的元件。而要進(jìn)行區(qū)分和甄別，必須尋找出電力元

56、件在這三種運(yùn)行狀態(tài)下的可測參量差異，提取和利用這些可測參量的差異，實(shí)現(xiàn)對正常工作、不正常工作和故障運(yùn)行的快速區(qū)分。</p><p>　　一般繼電保護(hù)裝置由三部分組成，即測量比較元件、邏輯判斷元件和執(zhí)行輸出元件。測量比較元件用于測量通過被保護(hù)電力元件的物理量，并與其給定的值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果，判斷繼電保護(hù)裝置是否應(yīng)該啟動；邏輯判斷元件根據(jù)測量比較元件輸出邏輯信號的性質(zhì)、先后順序、持續(xù)時間等，使保護(hù)裝置按一定的邏

57、輯關(guān)系判斷故障的類型和范圍，最后確定是否應(yīng)該使斷路器跳閘、發(fā)出信號或不動作，并將對應(yīng)的指令傳給執(zhí)行輸出的部分；執(zhí)行輸出元件根據(jù)邏輯判斷部分傳來的指令，發(fā)出跳開斷路器的跳閘脈沖及相應(yīng)的動作信息，發(fā)出警報(bào)或不動作。</p><p>　　繼電保護(hù)的工作回路一般包括：通過一次電力設(shè)備的電壓、電流線性的轉(zhuǎn)變?yōu)檫m合繼電保護(hù)等二次設(shè)備使用的電壓、電流，并使用將一次設(shè)備與二次設(shè)備隔離的設(shè)備；保護(hù)裝置出口處的連接電纜及斷路器跳閘線

58、圈，作為指示保護(hù)裝置動作情況的信號設(shè)備；跳閘、信號回路設(shè)備及保護(hù)裝置的工作電源等。</p><p>　　繼電保護(hù)在技術(shù)上應(yīng)滿足可靠性、選擇性、速動性和靈敏性四大基本要求。</p><p>　　1.可靠性：可靠性包括信賴性和安全性。信賴性要求繼電保護(hù)裝置在規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障時可靠的動作，即不發(fā)生拒動；安全性要求繼電保護(hù)裝置在不需要其動作的時候可靠不動作，即不發(fā)生誤動。而用于提高不拒動的

59、信賴性措施和不誤動的安全性措施經(jīng)常是矛盾的。</p><p>　　2.選擇性：選擇性是指繼電保護(hù)裝置動作時，盡可能在最小的區(qū)間內(nèi)將故障從配電網(wǎng)中斷開，最大限度的保證配電網(wǎng)中正常工作的部分仍能安全可靠的運(yùn)行。為實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的選擇性，既應(yīng)做到本線路與主保護(hù)的正確配合，也應(yīng)使相鄰元件的后備保護(hù)正確配合。</p><p>　　3.速動性：速動性是指為提高配電網(wǎng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，減少運(yùn)行設(shè)備的損壞，

60、降低用戶及設(shè)備在低電壓、大短路電流運(yùn)行時的時間，應(yīng)使繼電保護(hù)裝置盡可能快的切出系統(tǒng)故障。在高壓電網(wǎng)里，決定繼電保護(hù)裝置速動性的重要因素為維持配電網(wǎng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。</p><p>　　4.靈敏性：靈敏性是指繼電保護(hù)裝置對于保護(hù)范圍內(nèi)所發(fā)生的不正常或故障運(yùn)行狀態(tài)的反應(yīng)能力。靈敏性通常用靈敏度或靈敏系數(shù)來衡量，靈敏系數(shù)是指在被保護(hù)元件的某一點(diǎn)發(fā)生短路時，整定值與故障量之比或故障量與整定值之比，而增大靈敏度，可以增加保護(hù)

61、動作的信賴性，但卻與安全性相矛盾。</p><p>　　研究和評價繼電保護(hù)裝置的性能是基于以上四個基本要求，它們之間是相互對立統(tǒng)一的，因此既要解決矛盾，又應(yīng)在滿足四個基本要求的情況下，根據(jù)被保護(hù)元件在配電網(wǎng)中的作用，使配備的保護(hù)得到統(tǒng)一。</p><p>　　3.3 配電網(wǎng)繼電保護(hù)的原理</p><p>　　目前電力系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要有樹干式、放射式和環(huán)網(wǎng)式，其中配

62、電網(wǎng)的線路結(jié)構(gòu)主要是單電源放射式的，一般情況下，裝設(shè)三段式電流保護(hù)就可以實(shí)現(xiàn)對配電網(wǎng)的主保護(hù)和后備保護(hù)。</p><p>　　3.3.1電流速斷保護(hù)</p><p>　　圖3-1 電流速斷保護(hù)動作特性的分析</p><p>　　電流速斷保護(hù)（過流Ⅰ段）是指反應(yīng)于短路電流幅值增大而瞬時動作的電流保護(hù)。在圖3-1所示的網(wǎng)絡(luò)接線中，以保護(hù)2為例，當(dāng)位于相鄰線路B-C始端的

63、k2點(diǎn)發(fā)生短路時，根據(jù)選擇性的要求，該故障應(yīng)由速斷保護(hù)1動作切除，速斷保護(hù)2卻不應(yīng)該動作。而當(dāng)A-B線路末端k1點(diǎn)發(fā)生短路時，希望可以由速斷保護(hù)2瞬時動作用以切除故障。但是實(shí)際上，當(dāng)短路發(fā)生在k1點(diǎn)和k2點(diǎn)時，流過速斷保護(hù)2的電流數(shù)值基本相等。因此不可能同時滿足速斷保護(hù)2動作時切除k1點(diǎn)的短路故障，速斷保護(hù)1動作時切除k2點(diǎn)的短路故障。同樣的，當(dāng)k3點(diǎn)和k4點(diǎn)發(fā)生短路故障時，速斷保護(hù)1也無法區(qū)分。</p><p>

64、;　　為解決上述情況可采取如下的兩種辦法。為了優(yōu)先保證速斷保護(hù)動作的選擇性，應(yīng)在速斷保護(hù)裝置的啟動參數(shù)整定上做到在下一條線路的出口處短路時不啟動，在繼電保護(hù)中，將其稱為躲開下一條線路出口處的短路電流整定；個別情況下將使用另一種辦法，在采用無選擇性的電流速斷保護(hù)，優(yōu)先滿足快速切除故障的條件下，將通過自動重合閘裝置來糾正這種無選擇性的動作。</p><p>　　3.3.2 限時電流速斷保護(hù)</p>&l

65、t;p>　　圖3-2 （a）限時電流速斷保護(hù)動作特性的分析</p><p>　?。╞）限時電流速斷動作時限與電流速斷保護(hù)的配合關(guān)系</p><p>　　限時電流速斷保護(hù)（過流Ⅱ段）除了用來切除本線路上電流速斷保護(hù)范圍之外的故障，還能作為電流速斷保護(hù)的后備保護(hù)。限時電流速斷保護(hù)的基本要求是：首先在任何情況下都能保護(hù)限時電流速斷保護(hù)所在線路的全長并具備足夠的靈敏性，次之在滿足上述動作要求

66、的前提下，力求具備最小的動作時限，再之為滿足選擇性的要求，在下級線路發(fā)生短路時，保證下級線路的保護(hù)優(yōu)先動作。</p><p>　　例如圖3-2（a）所示的系統(tǒng)中，對于限時電流速斷保護(hù)2，由于要保護(hù)線路的全長，因此其保護(hù)范圍必須要延伸到下級線路中，而當(dāng)下級線路的出口處發(fā)生短路故障時，便會引起保護(hù)裝置的啟動，為保證動作的選擇性，就應(yīng)使保護(hù)裝置的動作帶有一定的時限，而延伸范圍決定了其時限的大小。為了具備盡可能小的動作時

67、限，在限時電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍不超過下級線路電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍的基礎(chǔ)上，其動作時限應(yīng)比下級線路的速斷保護(hù)高出一定的時間。通過上下級線路保護(hù)間動作時限和保護(hù)定值的配合，使全線路的故障都可以在一定時間內(nèi)完全切除。</p><p>　　3.3.3 定時限過電流保護(hù) </p><p>　　圖3-3 單側(cè)電源放射形網(wǎng)絡(luò)中定時限過電流保護(hù)動作時限選擇說明</p><p>

68、　　過電流保護(hù)用以作為下級線路斷路器拒動和主保護(hù)拒動時的遠(yuǎn)后備保護(hù)，同時又作為本線路主保護(hù)拒動時的近后備保護(hù)。過電流保護(hù)的啟動電流一般為躲開最大負(fù)荷電流來整定選取，即當(dāng)電流的幅值高于最大負(fù)荷電流值時保護(hù)啟動。除選取合適的啟動電流值之外，還應(yīng)考慮電壓在外部故障切除后的恢復(fù)情況，即在返回電流大于負(fù)荷的自啟動電流時，保護(hù)裝置一定可以恢復(fù)原樣。一般情況下，根據(jù)保護(hù)啟動后出口動作時間是與過電流倍數(shù)相關(guān)還是固定的整定時間，分為反時限過電流保護(hù)和定時

69、限過電流保護(hù)。</p><p>　　在3-3所示的系統(tǒng)接線圖中，當(dāng)k2點(diǎn)發(fā)生短路時，理論上短路電流流過的保護(hù)2、3、4、5都可以啟動保護(hù)，但為了滿足動作選擇性的要求，故障應(yīng)由保護(hù)2動作切除，而保護(hù)3、4、5因電流已經(jīng)減小應(yīng)立即返回原位。</p><p>　　3.4 階段式電流保護(hù)的配合及應(yīng)用</p><p>　　圖3-4 階段式電流保護(hù)的配合和實(shí)際動作時間的示意圖&

70、lt;/p><p>　　電流速斷保護(hù)，限時電流速斷保護(hù)和定時限過電流保護(hù)都是應(yīng)對電流升高而動作的保護(hù)裝置，依據(jù)不同的原則來選擇啟動電流是它們之間的主要區(qū)別。電流速斷保護(hù)的啟動電流是依據(jù)躲開本線路末端的最大短路電流來整定選擇的；限時電流速斷保護(hù)的啟動電流是依據(jù)躲開下一級各相鄰元件的電流速斷保護(hù)最大動作范圍來整定選擇的；而定時限過電流保護(hù)的啟動電流是依據(jù)躲開本元件最大負(fù)荷電流來整定選擇的。</p><

71、p>　　由于電流速斷保護(hù)不能保護(hù)整條線路，而限時電流速斷保護(hù)又不能作為相鄰元件的后備保護(hù)，為保證有選擇性而又迅速地切除故障，通常需要將電流速斷保護(hù)，限時電流速斷保護(hù)和定時限過電流保護(hù)組合起來，構(gòu)成階段式電流保護(hù)。在具體的實(shí)踐應(yīng)用中，一般會采用電流速斷保護(hù)與定時限過電流保護(hù)相結(jié)合，或限時電流速斷保護(hù)與定時限過電流保護(hù)相結(jié)合，也可以將三者一同結(jié)合。</p><p>　　在圖3-4所示的系統(tǒng)接線中，由于系統(tǒng)末端以

72、用戶電動機(jī)或其他用電設(shè)備為負(fù)荷，因此保護(hù)1僅采用瞬時動作的過電流保護(hù)即可實(shí)現(xiàn)對線路全長的保護(hù)，其啟動電流的選擇依據(jù)為躲開負(fù)荷啟動時的最大電流，且保護(hù)1與系統(tǒng)中的其他保護(hù)無論是在定值上還是時限上都沒有配合關(guān)系。對于保護(hù)2首先應(yīng)考慮采用定時限的過電流保護(hù)，如果沒有提出在本線路C-D上發(fā)生故障時需要瞬時切出故障的要求，則保護(hù)2僅裝設(shè)一個定時限過電流保護(hù)即可滿足要求，而當(dāng)提出本線路C-D上發(fā)生故障時需要瞬時切除故障的要求時，則可將電流速斷保護(hù)與

73、定時限過電流保護(hù)相配合組成兩段式保護(hù)。對于保護(hù)3，由于其定時限過電流保護(hù)要與保護(hù)2的定時限過電流保護(hù)相配合，因此其動作時限要大于保護(hù)2的動作時限，而在這種情況下，為保證保護(hù)裝置動作的選擇性，就需要考慮裝設(shè)電流速斷保護(hù)或增設(shè)由電流速斷保護(hù)和限時電流速斷保護(hù)組成的兩段式保護(hù)，此時保護(hù)3既可能是兩段式保護(hù)也可能是三段式保護(hù)。越靠近電源側(cè)，定時限過電流保護(hù)的動作時限就越長，因此，電源側(cè)的保護(hù)裝置一般為三段式保護(hù)。</p><

74、p>　　由電流速斷保護(hù)、限時電流速斷保護(hù)和定時限過電流保護(hù)組成的階段式保護(hù)，其主要優(yōu)點(diǎn)是滿足了繼電保護(hù)可靠性、選擇性和速動性的基本要求，因此在電力系統(tǒng)中特別是在35kV及以下的配電網(wǎng)中獲得了較為廣泛的應(yīng)用。階段式保護(hù)的缺點(diǎn)是它直接受電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式和電網(wǎng)接線方式的影響，例如保護(hù)裝置的整定值是按系統(tǒng)最大運(yùn)行方式來整定選擇的，而靈敏度則是用系統(tǒng)最小運(yùn)行方式來校驗(yàn)的，因此保護(hù)裝置可能無法滿足靈敏系數(shù)的要求。</p>&l

75、t;p>　　4 分布式電源對配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響分析</p><p>　　圖4-1 含有單一分布式電源的配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　在上圖所示的單一分布式電源的配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖中，設(shè)為系統(tǒng)電源電壓，為等效阻抗；為分布式電源的電壓，為等效阻抗；為變壓器的電抗。線路AB、BC、C、AD和D的等效阻抗為、、、、。線路AB、BC、C和AD的短路點(diǎn)到各自母線的距離占該輸電線路的百分比分別用表

76、示，上述參數(shù)均為標(biāo)幺值。分布式電源通過10KV的饋線接入配電網(wǎng)的母線B處。</p><p>　　4.1 分布式電源接入位置對配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響</p><p>　　分布式電源接入配電系統(tǒng)后，其接入點(diǎn)的等效阻抗與接入點(diǎn)到系統(tǒng)S的等效阻抗比值對系統(tǒng)短路電流的計(jì)算起到?jīng)Q定性的影響。相對于保護(hù)不同位置的分布式電源，其對保護(hù)會有不同的影響。下面針對分布式電源位于保護(hù)的上游或下游，在不同位置發(fā)生短路

77、故障進(jìn)行分析。如圖4-1所示，當(dāng)分布式電源接在母線B處時，保護(hù)1位于上游，保護(hù)2、3位于下游，保護(hù)4、5位于相鄰線路上。</p><p>　?。?）位于分布式電源下游的F1點(diǎn)發(fā)生短路故障</p><p>　　當(dāng)短路故障發(fā)生在F1點(diǎn)時，因保護(hù)4、5中沒有短路電流流過，保護(hù)裝置就不會受分布式電源接入配電網(wǎng)的影響。由于分布式電源接入配電系統(tǒng)會向短路點(diǎn)提供更多電流，進(jìn)而增加故障點(diǎn)的短路電流，保護(hù)2

78、、3中流過的短路電流也會增加，使各個保護(hù)的保護(hù)范圍延長，無法滿足選擇性的要求。此外，保護(hù)1的故障電流在分布式電源接入系統(tǒng)后仍由系統(tǒng)S提過，但相比于接入分布式電源之前，流過保護(hù)1的短路電流會明顯減少，影響保護(hù)1的靈敏度。通過計(jì)算可得流過保護(hù)1、2、3的短路電流為：</p><p>　?。?-1） （4-2）</p><p><b>　?。?-3

79、）</b></p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　?。?）位于分布式電源上游的F2點(diǎn)發(fā)生短路故障</p><p>　　當(dāng)短路故障發(fā)生在F2點(diǎn)時，沒有故障電流流過保護(hù)2、3、4、5，故保護(hù)裝置不會受分布式電源接入配電網(wǎng)的影響。因?yàn)榉植际诫娫唇尤肱潆娤到y(tǒng)會對短路電流有增長作用，故障時不僅使短路點(diǎn)的故障電流有所

80、增加，同時還會有兩個電源向線路AB供電，而在線路AB上僅裝設(shè)保護(hù)1是不能完全切除故障的，需電源兩側(cè)都裝設(shè)斷路器，故障時兩側(cè)保護(hù)都跳開，才能真正切除故障。此時通過保護(hù)1的短路電流為：</p><p><b>　　（4-5）</b></p><p>　?。?）位于系統(tǒng)側(cè)的F3點(diǎn)發(fā)生短路故障</p><p>　　在分布式電源接入配電網(wǎng)之前，線路AB的

81、保護(hù)1是感受不到因系統(tǒng)側(cè)F3發(fā)生短路故障而產(chǎn)生的短路電流的。分布式電源接入配電網(wǎng)后，流過保護(hù)1的短路電流是由分布式電源提供的。由于保護(hù)1沒有方向閉鎖，可能會發(fā)生保護(hù)裝置誤動的情況。</p><p>　　（4）位于相鄰饋線的F4點(diǎn)發(fā)生短路故障</p><p>　　當(dāng)相鄰饋線F4點(diǎn)發(fā)生短路故障時，因保護(hù)2、3、5中沒有短路電流流過，保護(hù)裝置就不會受分布式電源接入配電網(wǎng)的影響。因?yàn)榉植际诫娫唇尤?/p>

82、配電系統(tǒng)會對故障點(diǎn)短路電流有增長作用，而當(dāng)分布式電源提供的短路電流很大時，可能會因保護(hù)1沒有方向判別裝置而發(fā)生誤動作。除此之外，流過保護(hù)4的短路電流的增加可能會使保護(hù)裝置的動作范圍延伸到下級線路中去，不能滿足繼電保護(hù)選擇性的基本要求。</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p><b>　?。?-7）</b></p>

83、;<p><b>　?。?-8）</b></p><p><b>　?。?-9）</b></p><p>　?。?）位于相鄰饋線的F5點(diǎn)發(fā)生短路故障</p><p>　　當(dāng)相鄰饋線F5點(diǎn)發(fā)生短路故障時，因保護(hù)2、3中沒有短路電流流過，保護(hù)裝置就不會受分布式電源接入配電網(wǎng)的影響。由于分布式電源接入電網(wǎng)的增長作用

84、，可能會因保護(hù)1沒有方向閉鎖裝置而發(fā)生誤動作。系統(tǒng)S和分布式電源共同向保護(hù)4提供短路電流，可能會因保護(hù)4動作范圍的延伸導(dǎo)致F5點(diǎn)發(fā)生故障時其可能誤動作，失去了保護(hù)裝置的選擇性。</p><p>　　4.2 分布式電源接入容量對配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響</p><p>　?。?）位于分布式電源下游的F1點(diǎn)發(fā)生短路故障</p><p>　　由于保護(hù)2、3都位于分布式電源的下

85、游，對電源準(zhǔn)入容量的約束方法類似，因此以保護(hù)2為例計(jì)算其容量。因分布式電源的存在，當(dāng)短路故障發(fā)生在F1點(diǎn)時，保護(hù)2的電流速斷保護(hù)和限時電流速斷保護(hù)可能會因流過其短路電流的增大而發(fā)生誤動作，對電流Ⅰ段和電流Ⅱ段的整定計(jì)算如下：</p><p><b>　?。?-10）</b></p><p>　　為電流速斷保護(hù)的可靠系數(shù)，令=1.2</p><p&g

86、t;　　保護(hù)2的限時電流速斷保護(hù)參照下級相鄰線路上電流速斷保護(hù)整定值的倍整定計(jì)算：</p><p><b>　　（4-11）</b></p><p><b>　?。?-12）</b></p><p>　　為限時電流速斷保護(hù)的可靠系數(shù)，令=1.1，為下級相鄰線路上C的電流速斷保護(hù)整定值。</p><p&g

87、t;　　可求得保護(hù)2在滿足電路速斷保護(hù)的保護(hù)范圍和限時電流速斷保護(hù)的靈敏度的約束條件下分布式電源的準(zhǔn)入容量：</p><p><b>　　（4-13）</b></p><p><b>　?。?-14）</b></p><p>　　為保護(hù)2的電流速斷保護(hù)的最小保護(hù)范圍，令，為在限時電流速斷保護(hù)的系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，線路BC末

88、端發(fā)生兩相短路時的靈敏系數(shù)，令。</p><p>　　保護(hù)2的定時限過電流對接入配電網(wǎng)的分布式電源準(zhǔn)入容量沒有影響。</p><p>　　（2）位于相鄰饋線的F4點(diǎn)發(fā)生短路故障</p><p>　　由于分布式電源的存在，當(dāng)相鄰饋線的F4點(diǎn)發(fā)生短路故障時，分布式電源會向短路點(diǎn)提供故障電流，使得保護(hù)1可能會發(fā)生誤動作。因此就要求相鄰線路發(fā)生短路故障時，分布式電源不會產(chǎn)生

89、引起保護(hù)1動作的最大反向電流，計(jì)算可得：</p><p>　?。?（4-15）</p><p>　　＞ （4-16）</p><p>　?。?（4-17）</p><p>　　、、分別為電流速斷保護(hù)、限時電流速斷保護(hù)和定時限過電流保護(hù)的整定值。</p

90、><p>　?。?）位于相鄰饋線的F5點(diǎn)發(fā)生短路故障</p><p>　　保護(hù)4的電流速斷保護(hù)和限時電流速斷保護(hù)可能因故障發(fā)生在F5點(diǎn)而發(fā)生誤動作，下面對保護(hù)4的電流Ⅰ段和電流Ⅱ段的整定計(jì)算如下：</p><p><b>　?。?-18）</b></p><p>　　為電流速斷保護(hù)的可靠系數(shù)，令=1.2</p>

91、<p>　　保護(hù)4的限時電流速斷保護(hù)參照下級相鄰線路上電流速斷保護(hù)整定值的倍整定計(jì)算：</p><p><b>　?。?-19）</b></p><p><b>　　（4-20）</b></p><p>　　為限時電流速斷保護(hù)的可靠系數(shù)，令=1.1，為下級相鄰線路D上的電流速斷保護(hù)整定值。</p>

92、<p>　　可求得保護(hù)4在滿足電路速斷保護(hù)的保護(hù)范圍和限時電流速斷保護(hù)的靈敏度的約束條件下分布式電源的準(zhǔn)入容量：</p><p><b>　?。?-21）</b></p><p><b>　?。?-22）</b></p><p>　　為保護(hù)4的電流速斷保護(hù)的最小保護(hù)范圍，令，為在限時電流速斷保護(hù)的系統(tǒng)最小運(yùn)行方

93、式下，線路AD末端發(fā)生兩項(xiàng)短路時的靈敏系數(shù)，令。</p><p>　　保護(hù)4的定時限過電流對接入配電網(wǎng)的分布式電源準(zhǔn)入容量沒有影響。</p><p><b>　　4.3 算例分析</b></p><p>　　本文的仿真計(jì)算是基于電磁暫態(tài)仿真軟件PSCAD/EMTDC, 這是一種可詳細(xì)進(jìn)行電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)過程仿真的商業(yè)化軟件。目前PSCAD（Po

94、wer System Computer Aided Design）已具備友善的用戶界面、豐富大量的電氣元件模型、強(qiáng)大的處理分析能力以及方便的數(shù)據(jù)輸入方式,使得用戶能更加便捷地使用EMTDC（(Electro-Magnetic Transient in DC System）進(jìn)行電力系統(tǒng)分析,同時軟件具備的可視化功能,使得人們可以對電力系統(tǒng)復(fù)雜的動態(tài)過程進(jìn)行直觀地觀察。</p><p>　　4.3.1 仿真模型<

95、;/p><p>　　4-2 PSCAD建立的含分布式電源的配電網(wǎng)模型</p><p>　　在上圖所示的利用PSCAD搭建的含分布式電源的配電網(wǎng)模型中，由于主要考慮并入配電網(wǎng)的分布式電源對系統(tǒng)短路電流的影響，從繼電保護(hù)的研究角度而言，分布式電源的模型可用一個電源串聯(lián)阻抗來表示。在圖4-2所示的配電網(wǎng)中，設(shè)系統(tǒng)電壓為10.5kV，系統(tǒng)的基準(zhǔn)容量為100MVA，因此變壓器的容量為100MVA,分布式

96、電源在保護(hù)裝置的保護(hù)作用下連接到配電網(wǎng)的母線上，其初始容量為1MVA,令每相的負(fù)載為0.2+j0.04MVA,每條線路的長度為5000m，下面對系統(tǒng)在0.5s的時候發(fā)生三相短路故障進(jìn)行仿真驗(yàn)證。</p><p>　　4.3.2 驗(yàn)證仿真</p><p>　?。?）分布式電源接入位置對配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響</p><p>　　（Ⅰ）當(dāng)配電系統(tǒng)在a、b、c三點(diǎn)發(fā)生三相短

97、路故障時</p><p>　　min:-166.945</p><p>　　a點(diǎn)發(fā)生故障時故障點(diǎn)的短路電流(無分布式電源) max:168.942</p><p>　　min:-244.355</p><p>　　a點(diǎn)發(fā)生故障時故障點(diǎn)的短路電流(有分布式電源) max:328.274</p><p>

98、;　　min:-44.706</p><p>　　b點(diǎn)發(fā)生故障時故障點(diǎn)的短路電流(無分布式電源) max:59.132</p><p>　　min:-95.871</p><p>　　b點(diǎn)發(fā)生故障時故障點(diǎn)的短路電流(有分布式電源) max:155.242</p><p>　　min:-78.970</p>

99、<p>　　c點(diǎn)發(fā)生故障時故障點(diǎn)的短路電流(無分布式電源) max:92.829</p><p>　　min:-86.002</p><p>　　c點(diǎn)發(fā)生故障時故障點(diǎn)的短路電流(有分布式電源) max:125.446</p><p>　　由上圖可知，與分布式電源接入前相比，接入分布式電源后的配電系統(tǒng)在a、b、c三點(diǎn)發(fā)生三相短路故障時，故障

100、點(diǎn)的短路電流有較為明顯的增加。</p><p>　?。á颍┊?dāng)配電系統(tǒng)在a點(diǎn)發(fā)生三相短路故障時</p><p>　　min:-167.002</p><p>　　a點(diǎn)發(fā)生故障時流過BRK3的短路電流(無分布式電源) max:168.885</p><p>　　min:-166.622</p><p>　　a點(diǎn)發(fā)生故障時流

101、過BRK3的短路電流(有分布式電源) max:168.537 </p><p>　　min:-0.381</p><p>　　a點(diǎn)發(fā)生故障時流過BRK4的短路電流(有分布式電源) max:0.338</p><p>　　min:-0.381</p><p>　　a點(diǎn)發(fā)生故障時流過BRK5的短路電流(有分布式電源) max:0.3

102、38</p><p>　　由上圖可知，當(dāng)分布式電源上游的a點(diǎn)發(fā)生故障時，系統(tǒng)電源提供了BRK3的大部分短路電流，由此可知分布式電源的接入對BRK3的影響很小。由于分布式電源未接入配電網(wǎng)時BRK4、BRK5中無短路電流流過，因此當(dāng)分布式電源接入配電網(wǎng)時，短路電流對BRK4、BRK5幾乎沒有影響。</p><p>　?。á螅┊?dāng)配電系統(tǒng)在b點(diǎn)發(fā)生三相短路故障時</p><p&

103、gt;　　min：-44.759</p><p>　　b點(diǎn)發(fā)生故障時流過BRK3的短路電流(無分布式電源) max：59.064</p><p>　　min：-43.649</p><p>　　b點(diǎn)發(fā)生故障時流過BRK3的短路電流(有分布式電源) max：48.800</p><p>　　min：-44.762</p>&

104、lt;p>　　b點(diǎn)發(fā)生故障時流過BRK4的短路電流(無分布式電源) max：59.067</p><p>　　min：-95.934</p><p>　　b點(diǎn)發(fā)生故障時流過BRK4的短路電流(有分布式電源） max：155.173</p><p>　　由上圖可知，當(dāng)分布式電源下游的b點(diǎn)發(fā)生故障時，相比于分布式電源接入前，流過BRK3的短路電流略有減少，由此

105、可得分布式電源有一定的分流作用。對于分布式電源位于故障點(diǎn)上游的情況，其對短路電流有一定的增長作用，此時保護(hù)4的保護(hù)范圍會有延伸。</p><p>　?。á簦┊?dāng)配電系統(tǒng)在c點(diǎn)發(fā)生三相短路故障時</p><p>　　min：-86.070</p><p>　　c點(diǎn)發(fā)生故障時流過BRK1的短路電流(有分布式電源) max：125.368</p><p

106、>　　min：52.373</p><p>　　c點(diǎn)發(fā)生故障時流過BRK3的短路電流(有分布式電源) max：39.821</p><p>　　由上圖可知，當(dāng)配電系統(tǒng)在c點(diǎn)發(fā)生故障時，在分布式電源的作用下，使得流過BRK1的短路電流有所增加，有可能會超出保護(hù)的動作范圍進(jìn)而發(fā)生誤動作，對于流過BRK3的短路電流因分布式電源容量的不同而不同，如果BRK3未加方向保護(hù)裝置，將可能誤動作。

107、</p><p>　?。?）分布式電源的容量對配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響</p><p>　　當(dāng)配電系統(tǒng)在b點(diǎn)發(fā)生故障、分布式電源的容量分別為1MVA和0.1MVA時，流過BRK4的短路電流。</p><p>　　min：-95.934</p><p>　　b點(diǎn)發(fā)生故障時流過BRK4的短路電流(分布式電源容量為1MVA) max：155.173&

108、lt;/p><p>　　min：-44.762</p><p>　　b點(diǎn)發(fā)生故障時流過BRK4的短路電流(分布式電源容量為0.1MVA) max：59.067</p><p>　　由上圖可知，當(dāng)配電系統(tǒng)在b點(diǎn)發(fā)生故障時，流過BRK4的短路電流隨分布式電源容量的增大而增加。在故障點(diǎn)不變的情況下，分布式電源的接入使流過其下游保護(hù)的短路電流增加，導(dǎo)致保護(hù)的動作范圍增大，而流過

109、其上游保護(hù)的短路電流略有減少，導(dǎo)致保護(hù)的動作范圍減小。</p><p><b>　　5 結(jié)論與展望</b></p><p><b>　　5.1 結(jié)論</b></p><p>　　分布式電源接入配電網(wǎng)不僅影響了配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，而且使得短路電流在大小和分布方面發(fā)生了很大變化，對保護(hù)裝置的正常工作產(chǎn)生了深刻的影響。本文針對上述問