多端环状柔性直流配电线路故障特性分析及保护原理研究

来源 :东北电力大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dfsdfdf
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着新能源的高速发展以及直流负荷的急剧增多,传统的交流配电网的灵活性在应用中逐渐显露出其短板,效率大大下降;近年来,电力电子的发展促进了直流配电技术的发展,其电能损耗小,消纳能力强,换流环节少的特点使柔性直流配电网成为研究热点。其中保证多端环状拓扑的柔性直流配电网的稳定可靠运行的保护手段尚且处于起步阶段,直流输电系统的保护应用到直流配电网的实用性还有待研究。因此,论文以复杂的多端环状柔性直流配电网为研究对象,结合了对直流线路的故障特性分析,分别提出了单极接地短路故障保护新方法和双极短路故障保护新方法。两种保护方案保障了系统的稳定运行,并为直流线路保护技术发展提供了相应的理论支撑。首先,介绍了多端环状柔性直流配电网的拓扑结构,各个端口的工作原理和控制策略,以及整个系统的协调控制运行,并且搭建了七端环状拓扑的复杂柔性直流配电系统模型,进行了故障特性分析,随后在系统中验证了故障理论分析的正确性。其次,针对系统发生单极短路故障时,健全极的故障暂态过电压会损坏线路绝缘的问题,提出了基于同侧正负极限流电抗器电压Kendall相关系数的单极接地保护方法。分析了多端环状柔性直流线路正常情况、双极短路、区内外单极接地短路故障时,同侧正负极限流电抗器电压的相关性差异特征,并以此为依据,对区域内和区域外的故障进行了辨识和选择。最后,将所建立的保护模型应用于PSCAD中,对所提保护方案进行仿真,并综合考虑过渡电阻、噪声等因素对保护性能的影响,进一步验证所提方案的正确性和实用性。最后,提出了一种适用于多端环状柔性直流线路的双极短路故障单端量保护方法。分析了故障时限流电抗器电压的变化规律,并且由此进一步分析出区内外金属性故障的特征,以及区内高阻与区外金属性故障的区别。基于上述暂态特征,提出了基于限流电抗器电压负变化率积聚和的柔性直流配电线路保护方法。该保护方法由启动判据和故障识别判据组成;最后在PSCAD上进行仿真验证,考虑了过渡电阻、噪声以及功率传输大小对保护性能的影响,结果表明了该方法的可靠性、速动性、选择性。
其他文献
近年来,随着经济的快速发展,使得电力需求持续增长,进而导致环境污染和化石能源危机问题日益严峻。为应对上述问题,世界各国相继出台了支持可再生能源发展政策,即转变能源利用架构,开发利用可再生能源,实现可再生能源的高比例并网。但随着大量分布式电源(distributed generation,DG)接入配电网以及智能软开关(soft open point,SOP)引入配电网,配电网潮流计算需同时考虑各类
学位
随着全球气候变化的加剧,温室气体减排工作迫在眉睫,而作为碳排放的主要来源,能源产业具有很大的减排潜能,因此,积极发展低碳能源,对于缓解温室效应具有非常重大的意义。随着智能电网的快速发展,用户侧响应逐渐参与到电力系统的运行管理中,这对国家电力发展起到一定的促进作用。除此,风电、光伏作为重要的清洁能源,在能源产业低碳化进程中起着举足轻重的作用,然而,随着我国风光装机容量的快速发展,其消纳问题成为了制约
学位
在“双碳”目标的指导下,风电装机容量持续增加,风力发电成为未来主要发电形式之一。随着风电技术的发展,风电场规模不断扩大,尾流效应对风电场的影响不可忽略。尾流效应会使风电场中下游风电机组的风速降低,减少下游机组的输出功率,从而减少风电场的整体输出功率。因此,本课题在考虑尾流效应的影响下,以双馈感应风电机组组成的风电场为研究对象,对其有功功率优化控制展开研究,具体工作如下:首先,建立了双馈感应发电机(
学位
大力发展可再生能源是实现“双碳”目标的必由之路。风电作为可再生能源发电的重要组成部分,因其技术成熟在全球得到了大规模发展,目前我国已经成为全球风力发电规模最大、增长最快的市场。风电的不断接入导致电力系统的频率稳定问题日益凸显。为保障新型电力系统的频率安全,风电主动参与电网频率调节已成为必然。国内外学者针对风电机组参与电网频率调节方法做出大量研究,并逐步应用于电网之中。随着系统调频方式的增多,电力系
学位
近年来,随着光伏装机容量的逐年提升,光伏发电在电力系统中的占比越来越高,准确有效的光伏预测结果对于电力系统的安全稳定运行具有重要意义。但由于光伏出力受多种因素影响,导致其具有较强的波动性和随机性,这为光伏功率预测带来了一定难度。传统的光伏功率预测方法适应能力不强,难以满足当下电力系统对光伏功率预测的精度和时间尺度等要求,因此,研究精确的光伏功率超短期预测方法具有重要意义。随着深度学习领域的研究不断
学位
随着“双碳”目标的提出,新能源电网动态调节能力不足以及规模化可再生能源并网消纳问题日益突出。电解水制氢作为可调节的灵活性资源,具有响应速度快、零碳排放和与社会其他能源灵活耦合的特点,相比于电池储能,还具有大容量,长周期储能的优势,可再生能源耦合电解水制氢系统并网运行,对于高比例可再生能源安全稳定、经济可靠地接入电网具有促进作用,并且为源网友好互动以及大规模可再生能源最大化并网消纳提供了有效解决方法
学位
随着双碳目标的提出,我国电网中新能源的发电占比呈现不断攀增的发展趋势。由于我国新能源资源与负荷中心呈现逆向分布的特征,因此大规模远距离输电成为我国电能传输方式的必然趋势。高压直流输电技术可以克服传统远距离、大容量交流输电的局限性,能够实现全国范围内资源的灵活运用与优化配置。混合直流输电技术同时具备柔性直流输电技术控制性能优越与传统直流输电技术输电距离远、输送容量大的优点,降低了发生换相失败的风险,
学位
在可再生能源突出的经济和环境效益的影响下,绿色能源已被大规模应用到电力生产中。光伏凭借其易于获得及清洁度高等优势成为了代替传统化石能源发电的绿色能源之一。然而,光伏发电在天气的影响下具有不确定性和随机性的特点,会对电力系统的供电稳定性造成威胁。因此,通过分析光伏功率的波动以及影响波动的因素来提升提高光伏功率预测精度可以帮助电力系统更好的进行光伏的消纳。首先,为了使预测模型可以更有针对性的学习,对光
学位
随着世界经济逐渐的发展,传统能源碳排放也稳步增加,导致全球气候变暖,造成一系列环境污染问题,寻求清洁可减少碳排放的能源成为一种必要趋势。在一系列大力发展的新型清洁能源中,风电作为一种无污染的新能源得到了广泛的应用和发展。我国采用电力市场化改革的手段,建立了新型电力市场包括中长期市场、现货市场、辅助服务市场;随着我国电力市场规模的不断扩大,电力市场对于各市场参与主体的波动性具有较高的要求,新能源的较
学位
在我国“双碳”目标推动下,电力行业的低碳发展面临巨大挑战,以风光为代表的可再生能源发电迅速发展。受新能源出力间歇性、波动性和不确定性的影响,其大规模并网加剧了系统调峰压力且因冬季供暖期热电联产机组(Combined Heat and Power,CHP)调峰能力受限弃风问题日益突出。火电机组在一定程度上可以灵活配合新能源出力,但其调节能力有限且碳排放较高。光热发电(Concentrated Sol
学位