基于RTDS的有源配電網(wǎng)系統(tǒng)建模與故障特性仿真.pdf

1、隨著分布式電源(Distributed Generation，DG)的廣泛應(yīng)用，有源配電網(wǎng)變得越來(lái)越普遍。與傳統(tǒng)配電網(wǎng)相比，有源配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，其故障特性也發(fā)生了明顯變化，特別是逆變型分布式電源(Inverter-Based Distributed Generation，IBDG)的故障特性與傳統(tǒng)電源相比具有顯著差異。為研究開(kāi)發(fā)適應(yīng)于有源配電網(wǎng)的保護(hù)方案和裝置，有必要對(duì)有源配電網(wǎng)的故障特性進(jìn)行全面、準(zhǔn)確的分析。因此，本文以實(shí)時(shí)數(shù)字

2、仿真系統(tǒng)(Real-Time Digital Simulator, RTDS)為工具，圍繞有源配電網(wǎng)系統(tǒng)建模和故障特性仿真開(kāi)展研究。主要工作如下:
　　基于RTDS建立有源配電網(wǎng)系統(tǒng)仿真模型。首先以光伏電源(Photovoltaic，PV)為例，搭建了IBDG的仿真模型，包括主要一次設(shè)備和控制系統(tǒng);然后以典型的輻射型配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)為例，搭建了有源配電網(wǎng)系統(tǒng)仿真模型，含2個(gè)恒功率(PQ)控制的IBDG。
　　有源配電網(wǎng)故障仿真和故

3、障特性分析。利用建立的有源配電網(wǎng)系統(tǒng)模型，全面仿真不同故障條件下的相間短路，包括故障類(lèi)型、故障位置、過(guò)渡電阻等因素的影響;通過(guò)對(duì)仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行相量和序分量計(jì)算，直觀地分析有源配電網(wǎng)電壓、電流相量及相應(yīng)序分量的大小及分布特點(diǎn)。仿真結(jié)果表明，IBDG的接入使得有源配電網(wǎng)的故障特性與傳統(tǒng)配電網(wǎng)具有較大的差異，過(guò)渡電阻能夠影響并網(wǎng)點(diǎn)的電壓跌落及故障點(diǎn)兩端正序電流的夾角。
　　有源配電網(wǎng)故障的解析計(jì)算及對(duì)仿真結(jié)果的驗(yàn)證。在計(jì)及控制策略影響的前

4、提下，用受控電流源作為IBDG的故障等值模型，并給出其故障電流的計(jì)算方法;建立不同故障類(lèi)型下含IBDG有源配電網(wǎng)的等值電路，采用網(wǎng)孔電流法建立電壓電流方程，并對(duì)方程進(jìn)行迭代求解。理論計(jì)算結(jié)果驗(yàn)證了仿真結(jié)果的正確性。
　　構(gòu)建基于RTDS的有源配電網(wǎng)閉環(huán)測(cè)試平臺(tái)。以提出的有源配電網(wǎng)仿真模型為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了閉環(huán)測(cè)試平臺(tái)的整體結(jié)構(gòu)，介紹了RTDS相關(guān)板卡的使用方法及整體控制邏輯;利用該測(cè)試平臺(tái)對(duì)某一保護(hù)裝置進(jìn)行了閉環(huán)測(cè)試，驗(yàn)證了方案的可行