论文部分内容阅读
近年来,随着含分布式能源(distribution generation,DG)的微电网的快速发展,为保护环境和建设低碳型世界做出了巨大的贡献,其中针对微电网继电保护的研究对微电网的安全稳定运行具有重要意义。由于微电网的运行模式多变,且受到DG接入位置、容量、控制策略等因素的影响,导致其故障特征与传统配电网相比更错综复杂,为微电网中继电保护的速动性及协调性提出了新的挑战。针对上述问题,本文提出了一种改进微电网过电流保护方法,以满足保护在微电网中的速动性及协调性要求。首先,本文分析了在不同控制策略下逆变型DG的故障输出特性、微电网故障特征以及传统配电网保护方法在微电网中的适用性。根据恒功率以及恒压恒频控制策略的逆变型DG原理,分析了其在不同故障严重情况下的故障输出特征;然后,分别分析了微电网在并网运行模式以及孤岛运行模式下的故障特征,并在DIg SILENT/Power Factory仿真软件中建立微电网仿真模型以进行仿真验证;接着,理论分析了传统配电网的继电保护方法在微电网中的适用性,并通过仿真软件进行了验证;与此同时,还分析了DG接入对自动重合闸系统的影响。通过上述理论及仿真分析可得,传统继电保护方法在微电网中不再适用。然后,根据微电网的故障特征并针对传统电流保护方法在微电网中存在的缺陷,本文提出了一种基于复合故障补偿因子及天牛须搜索(beetle antenna search,BAS)算法协调优化的微电网电流保护方法。通过母线电压跌落及测量阻抗与故障距离的关系以构建复合故障补偿因子,并对传统反时限过电流保护方法进行改进,以提高保护的速动性;然后,在考虑微电网中DG接入状态的前提下,对微电网运行工况进行分类并采用BAS算法对本文所提保护方法的参数进行优化整定,以保证相邻保护的协调性;最后,在DIg SILENT/Power Factory仿真软件中对验证本文所提保护方法的正确性,并与传统反时限过电流保护的动作延时进行对比,仿真结果及对比数据表明该方法在微电网不同运行模式、不同运行工况、不同故障位置以及类型下均能保证保护的速动性及协调性,且比传统保护方法更优。本文通过研究在不同控制策略下逆变型DG的故障输出特征、微电网不同运行模式下的故障特征以及对传统配电网继电保护在微电网中的适用性分析,为微电网保护的研究提供了理论支撑,且本文提出了一种改进反时限微电网过电流保护方法,为微电网保护的研究提供了新的思路。