上海交通大学博士学位论文
目录
摘要.................................................................................................................I 目录. (1)
第一章绪论 (1)
1.1研究背景 (1)
1.1.1 微电网概念与特点 (1)
1.1.2 微电网国内外研究现状 (2)
1.1.3 微电网技术研究 (4)
1.2微电网保护面临的挑战 (5)
1.3微电网保护技术 (6)
1.3.1 微电网保护标准 (7)
1.3.2 基于通信的微电网保护研究现状 (7)
1.3.3 基于传统配网保护的微电网保护研究现状 (9)
1.4本文研究目的 (10)
1.5本文主要工作 (11)
第二章微电网结构特性分析与设计 (13)
2.1引言 (13)
2.2微电网分类 (13)
2.3交流微网结构及特性 (14)
2.3.1系统级微网 (14)
2.3.2 工商业区级微网 (16)
2.3.3单元级微网 (17)
2.4直流微网结构及特性 (17)
2.4.1 多环直流微网 (18)
2.4.2 辐射直流微网 (19)
2.5交直流混合微网结构及特性 (19)
2.6微网结构设计方法 (21)
2.7中低压微网仿真平台设计 (22)
2.8本章小结 (24)
第三章交流微网系统并网保护方案 (26)
3.1引言 (26)
3.2微电网并网保护 (27)
3.2.1 并网保护的概念 (27)
3.2.2 并网保护分类 (28)
3.2.3 并网保护的特点 (30)
3.3并网保护配置策略 (30)
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3.3.1 单元并网保护配置策略 (30)
3.3.2 区域级并网保护配置策略 (32)
3.3.3 系统级并网保护配置策略 (35)
3.3.4 并网保护配置要求 (35)
3.4并网保护的配合 (36)
3.5并网保护仿真 (37)
3.5.1 仿真系统及参数 (37)
3.5.2 仿真结果 (39)
3.6本章小结 (44)
第四章微电网直流单元故障分析与保护方案 (45)
4.1引言 (45)
4.2微电网直流单元结构 (46)
4.3微网直流单元故障分析 (47)
4.3.1 极间短路故障分析 (48)
4.3.2 极地短路故障分析 (52)
4.4微网直流单元保护方案 (53)
4.4.1 非接地直流系统保护方案 (54)
4.4.2 接地直流系统保护方案 (56)
4.5故障及保护仿真 (57)
4.5.1 仿真系统及参数 (57)
4.5.2 仿真结果 (57)
4.6本章小结 (63)
第五章微电网电流差动保护方案 (64)
5.1引言 (64)
5.2微电网通信方案分析 (65)
5.2.1 微电网通信方案 (65)
5.2.2 微电网通信方案对电流差动保护影响 (66)
5.3微电网电流差动保护数据同步方案 (67)
5.3.1 电流差动保护数据同步方法 (67)
5.3.2 电流差动保护数据同步算法 (68)
5.4微电网电流差动保护方案 (69)
5.4.1 电流差动保护判据 (70)
5.4.2 电流差动保护新型相量计算算法 (70)
5.5仿真验证 (73)
5.5.1 仿真参数 (74)
5.5.2 仿真验证 (75)
5.6本章小结 (78)
第六章交流微电网阻抗保护方案 (79)
6.1引言 (79)
6.2微电网线路测量阻抗分析 (79)
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6.3微电网阻抗差动保护方案 (82)
6.3.1 阻抗差动保护原理 (82)
6.3.2 阻抗差动保护算法 (83)
6.3.3 基于故障时刻的数据同步方法 (85)
6.3.4 阻抗差动保护性能分析 (85)
6.4微电网反时限低阻抗保护方案 (86)
6.4.1 反时限低阻抗保护原理 (86)
6.4.2 反时限低阻抗保护配合方法 (88)
6.4.3 反时限低阻抗保护整定 (89)
6.4.4 反时限低阻抗保护算法 (92)
6.4.5 反时限低阻抗保护性能分析 (93)
6.5仿真验证 (94)
6.5.1 阻抗差动保护验证 (94)
6.5.2 反时限低阻抗保护验证 (98)
6.6本章小结 (104)
第七章交流微电网自适应阻抗保护方案 (105)
7.1引言 (105)
7.2自适应反时限低阻抗保护 (106)
7.2.1 事件检测 (107)
7.2.2 事件通知 (110)
7.2.3 定值管理 (111)
7.3加速自适应反时限低阻抗保护 (113)
7.3.1 反时限低阻抗保护影响因素分析 (113)
7.3.2 加速自适应反时限低阻抗保护 (114)
7.4仿真验证 (115)
7.4.1 仿真系统及参数 (115)
7.4.2 仿真结果 (117)
7.5本章小结 (120)
第八章结论与展望 (121)
8.1本文工作总结 (121)
8.2本文创新点总结 (122)
8.3展望 (123)
参考文献 (124)
致谢 (135)
攻读博士学位期间已发表、录用或投稿的论文 (137)
攻读博士学位期间参与的科研项目 (138)
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第一章绪论
1.1研究背景
21世纪，随着世界经济的快速发展，全球范围内能源供应持续紧张，合理开发、使用清洁高效的绿色能源已成为解决未来能源问题的主要途径[1,2]。我国
是一个能源大国，同样也是一个人口大国，在这样的基本国情下，如何合理开发
可再生能源是当前亟待解决的关键问题之一[3]。从环保、节能及可再生角度来看，分布式发电（Distributed Generation, DG）技术是未来世界能源技术发展的重要
方向[4,5,6]。分布式电源通常靠近负荷区域，通过将电能和热能相结合来提高能量
利用率，同时减少各种碳化物的排放，降低对环境的不利影响；且由于发电位置
离负荷距离较近，可以大大减小由电能远距离传输所带来的线损，进一步提高供
电可靠性和电能质量[7,8]。大电网与分布式发电相结合，被国内外许多专家学者
认为是降低能耗、提高电力系统可靠性和灵活性的重要方式[2,6]。
1.1.1微电网概念与特点
尽管分布式发电具有投资小、环境友好以及灵活性高等优点，但它对大电网的影响却必须加以考虑，如数量众多的分布式电源接入配电网后，传统辐射状的
无源配电网络将变成一个遍布中小型电源和负荷的有源网络，潮流也不再单向地
由变电站母线流向负荷。配电网潮流根本性的变化使得电网各种保护定值和机理
发生了深刻变化，同时分布式电源的并网运行可能会引起电网电压和频率的偏移，电压波动和闪变等电能质量问题给电网安全运行带来很大威胁[9,10,11]，所以尽管
分布式发电技术具有极大的应用潜力，但仍有很多问题需要解决。IEEE P1547
对分布式能源的单独并网标准做了规定：当电力系统发生故障时，分布式电源必
须马上退出运行，这极大限制了分布式能源功能的充分发挥，也间接限制了新能
源的利用率[12]。为协调大电网与分布式发电间的矛盾，必须充分挖掘分布式能
源为电网和用户所带来的价值和效益。
为降低DG对现有配电网带来的不利影响，同时发挥其辅助作用，美国电力可靠性技术解决方案协会（Consortium for Electric Reliability Technology Solutions，CERTS）提出了一个很好的解决办法，把DG和负荷组成整体，一起作为配电子
系统，即微电网的概念[13]。CERTS给出了微网的定义：微网是一种由负荷和微
型电源共同组成的系统，它可同时提供电能和热量；微电网内部的电源主要由电
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