【摘 要】
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分布式电源(DG)大规模接入配网后保护尚无实用技术,仍采用故障时隔离全部DG的简单方法,极大的限制了新能源的发展。含DG配网保护一方面需要解决多电源、DG类型、容量和接入位
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分布式电源(DG)大规模接入配网后保护尚无实用技术,仍采用故障时隔离全部DG的简单方法,极大的限制了新能源的发展。含DG配网保护一方面需要解决多电源、DG类型、容量和接入位置变化引起的诸多特殊问题,另一方面又受其信息和设备配置不足、通信条件简单等客观因素制约,现有研究陷入了严重的实用性困境。为此本文提出了一种“充分式”原理,能够在现有含DG配网条件下很好的处理保护策略与保护成本之间的平衡,本文的研究都在“充分式”原理框架下展开。首先,研究了含DG配网“充分式”原理及保护架构,它和传统“充要式”保护逻辑最大的区别在于不再苛求保护对所有故障情况都满足绝对选择性要求,而是抓住那些在绝大多数故障情况下都会出现且容易捕捉和解决的故障特征进行优先排除,通过牺牲部分对少数罕见故障特征判断的灵敏性和速动性来换取低成本、高效率的应用环境和对常见故障特征判断的绝对选择性:从理论和实例双重视角论证了充分式判据的两层含义及可行性;从组合优选、动作时序、离散反时限动作机理和DG底限自动隔离等技术角度构建了“充分式”保护系统的整体架构。其次,从“充分式”原理角度,提出了能够适应含DG配网弱同步、弱通信现状的准异步比幅式差动判据,通过电流幅值信息的故障识别能力分析验证了该充分式判据在高渗透率含DG配网的普遍适用性;它不仅弥补了传统电流保护应对多电源、DG大容量、DG接入位置多变等问题的不适应,而且具备了准异步特性,无需采样数据的严格同步,降低了通信成本。最后,为了进一步提升准异步比幅式差动判据在含DG配网的故障识别性能,在单一全电流比幅式差动判据基础上,引入序电流幅值和电流幅值变化量信息并提出了“充分式”优选机制,它能在不同故障情况下自适应优选灵敏性最高的子判据来判断故障,实现了不同种类电流幅值信息的灵敏性优势互补;负序电流比幅和电流幅值变化量子判据分别提升了方案在高阻轻微不对称故障和对称故障下的耐过渡电阻性能。通过与DG自动隔离技术的时序配合、与相位信息类充分式判据的组合优选弥补了比幅式差动判据理论上存在动作盲区的缺陷。通过对适应弱馈侧的启动元件设计、准异步数据通信配置以及比幅工作流程阐述,构建了一套完整的基于“充分式”自适应优选特性的含DG配网比幅式差动保护方案。在Matlab/Simulink平台搭建了高渗透率含DG配网仿真模型,验证了本文所提保护方案的有效性。
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