分布式發(fā)電技術畢業(yè)論文

1、<p><b>　　第1章 緒論2</b></p><p>　　1.1 課題研究背景及意義2</p><p>　　1.2 分布式發(fā)電技術及微電網介紹3</p><p>　　1.2.1 分布式發(fā)電技術概況3</p><p>　　1.2.2 分布式發(fā)電的優(yōu)勢4</p><p&

2、gt;　　1.2.3 分布式發(fā)電技術在國內外的發(fā)展5</p><p>　　1.2.4 微電網介紹7</p><p>　　1.3 分布式電源接入對配電網的影響8</p><p>　　1.4 本文的主要工作9</p><p>　　第2章 配電網保護10</p><p>　　2.1 配電網的結構特點1

3、0</p><p>　　2.2 電流速斷保護10</p><p>　　2.2.1 電流速斷保護原理10</p><p>　　2.2.2 電流速斷保護定值整定及靈敏性校驗11</p><p>　　2.3 限時電流速斷保護12</p><p>　　2.3.1 限時電流速斷保護原理12</p>

4、<p>　　2.3.2 限時電流速斷保護定值整定及，靈敏性校驗13</p><p>　　2.4 定時限過電流保護14</p><p>　　2.4.1 定時限過電流保護定值整定14</p><p>　　2.4.2 定時限過電流保護的靈敏性校驗14</p><p>　　2.5 自動重合閘在配電系統(tǒng)中的應用15&l

5、t;/p><p>　　2.6 本章小結16</p><p>　　第3章 分布式電源對配電網繼電保護的影響17</p><p>　　3.1 理論分析DG對配電網短路電流的影響17</p><p>　　3.1.1 終端線路引入DG17</p><p>　　3.1.2 DG對相鄰線路保護K2的影響18<

6、/p><p>　　3.1.3 非終端線路中引入DG19</p><p>　　3.1.4 非終端線路的轉供線中引入DG20</p><p>　　3.2 算例分析20</p><p>　　3.2.1 模型參數(shù)選擇20</p><p>　　3.2.2 分布式電源模型的等效22</p><p

7、>　　3.2.3 配電網模型23</p><p>　　3.2.4 仿真驗證23</p><p>　　3.3 本章小結30</p><p>　　第4章 含分布式電源的配電網保護方案31</p><p>　　4.1 含分布式電源的配電網保護的研究現(xiàn)狀31</p><p>　　4.2配電網自適應保護

8、方案32</p><p>　　4.2.1 自適應保護簡介32</p><p>　　4.2.2 已有的自適應電流速斷保護方案33</p><p>　　4.2.3 含有DG配電網自適應保護方案34</p><p>　　4.3 仿真驗證36</p><p>　　4.3.1 主要功能模塊簡介36</p

9、><p>　　4.3.2 方向判斷模塊38</p><p>　　4.3.3 幅值判斷模塊38</p><p>　　4.3.4 含分布式電源的配電網繼電保護方案仿真39</p><p>　　4.4 本章小結43</p><p><b>　　結論44</b></p><

10、;p><b>　　參考文獻45</b></p><p><b>　　致謝47</b></p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1 課題研究背景及意義</p><p>　　能源在人類社會的發(fā)展過程中占有極其重要的地位，而依托于能源的

11、電力系統(tǒng)更成為整個經濟社會的基石。伴隨著電力工業(yè)的快速發(fā)展，大量的能源被加以利用，而一些急待解決的問題也逐漸顯現(xiàn)出來。例如，以煤為主要燃料的火力發(fā)電會排放大量有害氣體，給大氣造成嚴重污染；而利用核能發(fā)電的核電站雖不會排放大量的有污染氣體，但會產生核輻射，一旦發(fā)生核泄漏其造成的后果將不堪設想。另外，能源短缺問題也嚴重沖擊著電力行業(yè)。仍然以燃煤火電廠為例，其賴以發(fā)電的燃料煤是一種不可再生能源，我國探明可直接利用的煤炭儲量有1886億噸，而人

12、均儲量僅有145噸，居世界第53位，按照人均年消費煤炭1.45噸，我國探明煤炭儲量僅供開采100年左右。</p><p>　　環(huán)境的不斷惡化以及常規(guī)一次能源的短缺已經嚴重制約了當前電力系統(tǒng)的發(fā)展，而多件大停電事故的發(fā)生也對傳統(tǒng)發(fā)電模式的安全穩(wěn)定性提出嚴峻的挑戰(zhàn)。目前國內外電力系統(tǒng)所采用的主要形式是以集中發(fā)電、遠距離輸電為主的傳統(tǒng)大電網形式。這種集中式大電網容量大、冗余性高、穩(wěn)定性強。但隨著人們對電能質量以及供電可

13、靠性提出越來越高的要求，大電網自身所固有的缺陷也逐漸顯現(xiàn)出來。例如，大電網中任何一處發(fā)生故障都可能影響到整個電網，嚴重時會引起連鎖反應，導致整個電網大停電甚至全網崩潰，造成無法想象的后果。例如，2003年8月的美加大停電造成了美國八個州以及加拿大的安大略省的電力中斷。2005年5月24日，莫斯科停電事故覆蓋了莫斯科周邊的25個城市[1]。2006年11月4日，歐洲大停電事故波及到了德國、法國、西班牙、意大利以及比利時等幾個國家[2-

14、3]。2009年11月10日，巴西和巴拉圭發(fā)生大面積停電事故，巴西國內6個州停電近4個小時，6000萬人生活工作受到影響[4]。2010年3月14日，智利因一臺主變壓器發(fā)生故障，導致包括圣地亞哥和地震重災區(qū)康塞普西翁在內的大部分地區(qū)電力供應中斷，影響了全國80%的人口。</p><p>　　如上所述，環(huán)境的不斷惡化以及常規(guī)一次能源的短缺已經嚴重制約了當前電力系統(tǒng)的發(fā)展，而多次大停電事故的發(fā)生也對傳統(tǒng)發(fā)電模式的安全

15、穩(wěn)定性提出嚴峻的挑戰(zhàn)。為此，以光伏發(fā)電、風力發(fā)電等一批可再生能源發(fā)電為代表的分布式發(fā)電技術（DG，distributed generation）得到了快速的發(fā)展。新能源的開發(fā)和利用，可以有效地減輕環(huán)境惡化和能源短缺所帶來的種種壓力，而將分布式發(fā)電技術應用到集中式大電網中，則可以進一步提高系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，彌補集中式大電網發(fā)電存在的一些缺陷。DG（分布式電源）與大電網聯(lián)合運行，具有供電靈活性、可靠性和安全性等社會效益，還具有削峰填谷，

16、降低網損，提高現(xiàn)有設備利用率等經濟效益。</p><p>　　然而，分布式電源接入配電系統(tǒng)后勢必會改變配電網絡的拓撲結構和潮流方向，并有可能變?yōu)槎喽穗娫吹墓╇娤到y(tǒng)?，F(xiàn)有的基于單端電源系統(tǒng)設計的配電系統(tǒng)保護裝置必須作出相應的調整，否則分布式電源必將使配電網保護無法快速、準確的切除故障，甚至會對配電系統(tǒng)及其設備的安全穩(wěn)定運行造成破壞。</p><p>　　為了在新情況下保證保護的正確動作，有必

17、要去研究新的保護方案，以消除分布式電源的接入對傳統(tǒng)保護帶來的影響，為分布式發(fā)電技術的廣泛應用掃除技術上的障礙。</p><p>　　1.2 分布式發(fā)電技術及微電網介紹</p><p>　　1.2.1 分布式發(fā)電技術概況</p><p>　　國際大型電力系統(tǒng)委員會將分布式發(fā)電定義為:非經規(guī)劃的或中央調度型的電力生產方式，通常與配電網聯(lián)接，一般發(fā)電規(guī)模在50-l00

18、MW之間[4]。目前，分布式發(fā)電可以理解為在非?？拷K端負載的地方、在低壓電網中接入小型發(fā)電設備。分布式發(fā)電中的“分布”兩字，既是相對于過去互不相連的小電源而言，也是相對于集中的大機組大電網而言。分布式發(fā)電技術將太陽能發(fā)電技術、風力發(fā)電技術、生物質能發(fā)電技術、地熱能發(fā)電技術和其他高新科學技術結合在一起，實現(xiàn)了風能、太陽能等幾種資源、地域之間的互補。</p><p>　　對于電力系統(tǒng)而言，DG可以作為備用發(fā)電容量、

19、削峰容量，也可以承擔系統(tǒng)的基本負荷。分布式發(fā)電技術包括光微型渦輪發(fā)電機、內燃機發(fā)電、光伏發(fā)電、風力發(fā)電、燃料電池發(fā)電、儲能裝置等。根據(jù)所使用的一次能源類型，DG可分為化石燃料發(fā)電（如內燃機等）、電化學裝置發(fā)電（如燃料電池等）和可再生能源（如風力發(fā)電等）發(fā)電三種類型。分布式發(fā)電機單機容量一般在10MW以下。DG技術的應用對開發(fā)可再生能源起著促進作用，有利于減少環(huán)境污染，是非常清潔的發(fā)電方式，可以建立在居民區(qū)和商業(yè)中心。</p>

20、<p>　　1.2.2 分布式發(fā)電的優(yōu)勢</p><p>　　分布式發(fā)電技術以其高效、清潔、方便等特點引起了人們的廣泛關注，通過分布式發(fā)電和集中供電系統(tǒng)的配合應用有以下優(yōu)點：</p><p>　　(1)分布式發(fā)電系統(tǒng)中各電站相互獨立，用戶由于可以自行控制，不會發(fā)生大規(guī)模停電事故，所以安全可靠性比較高； </p><p>　　(2)分布式發(fā)電可以彌補大

21、電網安全穩(wěn)定性的不足，在意外災害發(fā)生時繼續(xù)供電，已成為集中供電方式不可缺少的重要補充； </p><p>　　(3)可對區(qū)域電力的質量和性能進行實時監(jiān)控，非常適合向農村、牧區(qū)、山區(qū)，發(fā)展中的中、小城市或商業(yè)區(qū)的居民供電,可大大減小環(huán)保壓力； </p><p>　　(4)分布式發(fā)電的輸配電損耗很低，甚至沒有，無需建配電站，可降低或避免附加的輸配電成本，同時土建和安裝成本低； </p&g

22、t;<p>　　(5)可以滿足特殊場合的需求，如用于重要集會或慶典的(處于熱備用狀態(tài)的)移動分散式發(fā)電車； </p><p>　　(6)調峰性能好，操作簡單，由于參與運行的系統(tǒng)少，啟?？焖?，便于實現(xiàn)全自動。 </p><p>　　可以說，分布式發(fā)電作為超高壓、遠距離、大電網供電模式的補充，具有很高的經濟和社會效益。</p><p>　　1.2.3

23、分布式發(fā)電技術在國內外的發(fā)展</p><p>　　分布式發(fā)電技術具有很多優(yōu)勢，因此各國都非常重視分布式發(fā)電技術的開發(fā)和應用，其在國內外均得到了快速的發(fā)展。</p><p>　　在美國，容量為1kW到10MW的分布式發(fā)電和儲能單元正在成為未來分布式供能系統(tǒng)的趨勢。分布式電源的高可靠性、高質量、高效率以及靈活性，可滿足工業(yè)、商業(yè)、居住和交通應用等一系列要求。預計幾年后，新一代的微汽輪機(10～

24、250kW)可以完全商業(yè)化，為調峰和小公司余熱發(fā)電提供了新機會。美國能源部提出了以下幾個涉及分布式發(fā)電技術的計劃，包括燃料電池、分布式發(fā)電渦輪技術、燃料電池和渦輪的混合裝置等。可以預計，分布式發(fā)電技術將在美國得到相當?shù)陌l(fā)展。</p><p>　　在我國，隨著經濟建設的飛速發(fā)展，我國集中式供電網的規(guī)模迅速膨脹。這種發(fā)展所帶來的安全性問題不容忽視。由于各地經濟發(fā)展很不平衡，對于廣大經濟欠發(fā)達的農村地區(qū)來說，特別是農牧

25、地區(qū)和偏遠山區(qū)，要形成一定規(guī)模的、強大的集中式供配電網絡需要巨額的投資和很長的時間周期，能源供應嚴重制約了這些地區(qū)的經濟發(fā)展。而分布式發(fā)電技術則剛好可以彌補集中式發(fā)電的這些局限。在我國西北部廣大地區(qū)風力資源十分豐富，例如內蒙古利用風力已經形成了年發(fā)電量1億千瓦時的規(guī)模，除自用外還可送往北京地區(qū)，這種無污染綠色能源可以減輕當?shù)氐沫h(huán)境污染。在可再生能源分布式發(fā)電系統(tǒng)中，除風力發(fā)電外還有太陽能光伏電池、中小水電等，都是解決我國偏遠地區(qū)缺電的好

26、方法。在我國城鎮(zhèn)，分布式發(fā)電技術作為集中供電方式技術不可缺少的重要補充，也將成為未來能源領域的一個重要發(fā)展方向。</p><p>　　在分布式發(fā)電技術中應用最為廣泛、前景最為明朗的，應該首推熱電冷三聯(lián)產技術，因為對于中國大部分地區(qū)的住宅、商業(yè)大樓、醫(yī)院、公用建筑、工廠來說，都存在供電、供暖和制冷需求，很多都配有備用發(fā)電設備，這些都是熱電冷三聯(lián)產分布式供能系統(tǒng)的廣闊市場。天然氣進京和“西氣東輸”工程為發(fā)展小型熱、電

27、、冷聯(lián)產開創(chuàng)了新的機遇。燃氣冷熱電聯(lián)產作為合理利用天然氣的最佳方式之一，已經在北京、上海、廣州等城市開始發(fā)展，并建立了一批試點項目。</p><p>　　光伏發(fā)電的容量可任意組合，最適合分散使用。由于光伏發(fā)電成本高，大型集中式光伏發(fā)電站的經濟性比較差，因此主要用于人口分散地區(qū)的離網獨立發(fā)電和城市與建筑物結合的并網發(fā)電，最典型的就是屋頂光伏發(fā)電。近年來，歐盟、美國和日本等國家的并網光伏發(fā)電發(fā)展很快。2000年以來，

28、并網光伏發(fā)電的新增容量已經超過了離網的分散光伏發(fā)電。目前中國的光伏發(fā)電主要還在遠離大電網的偏僻地區(qū)作為分散電源應用，最近建成了一些城市并網光伏發(fā)電的示范項目，城市建筑光伏發(fā)電的應用市場也將逐步擴大。光伏發(fā)電小型分散的特點與分布式發(fā)電的特征一致。預計到2020年，中國無電地區(qū)分散電源、商業(yè)用途分散電源和城市并網型光伏發(fā)電的總量可達到100萬千瓦[5]。</p><p>　　我國小水電的容量范圍一般是5萬千瓦以下的小

29、型水電站。小水電資源分布廣泛，有些與大電網并聯(lián)運行，有些分散獨立運行。基本上以滿足當?shù)仉娏π枨鬄橹?，大部分屬于分布式發(fā)電。另外許多地區(qū)人口分散，電力消費水平低，可以用微水電解決電力供應，微水電也是典型的分布式發(fā)電。小水電和微水電供電可節(jié)省大電網供電的遠距離輸電線路投資，減少電力損耗，提高能源利用效率，對電力消費總量很低的偏遠山區(qū)而言，不失為一種經濟合理的供電方式。我國小水電資源極其豐富，可開發(fā)量約1.3億千瓦，居世界首位。到2002年底

30、，小水電裝機達到3104萬千瓦，向邊遠地區(qū)提供了大量廉價的電力。2003年啟動的“小水電代燃料”工程，將進一步推動我國小水電的發(fā)展。國家計委于2002年啟動的“送電下鄉(xiāng)”工程,也是利用可再生能源發(fā)電來解決西藏、青海、四川、新疆等西部省(區(qū))邊遠地區(qū)的生活用電問題。</p><p>　　風力發(fā)電已經發(fā)展成為除水力發(fā)電之外最可靠和清潔的發(fā)電方式。它不消耗物質資源；不污染環(huán)境；建設周期短；而且安裝一臺便可投產一臺，裝機

31、規(guī)模靈活，為籌集資金帶來便利；運行簡單，可完全做到無人值守；實際占地少，機組與監(jiān)控、變電等建筑僅占風場約1%的土地，其余場地仍可供農、牧、漁使用；對土地的要求低，在山丘、海邊、荒漠等地形條件下均可建設。一般作為分布式電源的風力發(fā)電機組都是微型或小型的。在小型風電機組的生產和應用方面，我國進步很快，以15萬臺擁有量居世界首位。</p><p>　　1.2.4 微電網介紹</p><p>　

32、　由于每個國家的國情和發(fā)展現(xiàn)狀不盡相同，各國對微電網也有不同的定義，其中以美國電氣可靠性技術解決方案聯(lián)合會（CERTS-Consortium for Electric Reliability Technology Solution）和威斯康辛大學所提出微電網的概念最具代表性，它也是被廣泛接受的一種定義。具體地，它將微電網定義為是一個由負荷和分布式電源（一般小于或等于500kW）共同組成的獨立可控系統(tǒng)，可以同時提供電能和熱能，實現(xiàn)熱電聯(lián)供

33、；而且微電網內部的電源主要有電力電子器件負責進行能量的轉換，并提供必要的控制措施；相對于外部大電網，微電網可以看作是一個單一的受控單元，可以同時滿足用戶對電能質量和供電安全可靠性等方面的要求。另外，歐盟也給出了微電網的定義，它指出微電網是一種充分利用一次能源，可實現(xiàn)冷、熱、電三聯(lián)供，利用電力電子裝置對微電網中的能量進行調節(jié)，并連接到低壓配電網的系統(tǒng)。日本則將依賴于傳統(tǒng)技術進行供電的獨立電力系統(tǒng)也并入到微電網的概念當中，這使得微電網的定義

34、范圍大大擴展。例如日本三菱公司按照規(guī)模的大小將微電網分為三類：發(fā)電容量在1000MW左右的為大規(guī)模微電網，主要以煤和石油作</p><p>　　微電網整體呈輻射狀結構，其基本組成單元一般為發(fā)電裝置（即一些分布式電源）、儲能裝置、隔離裝置、保護控制裝置、負荷以及一些配電線路等。微電網內的分布式電源大多是混合的，包括各種各樣的類型；而且其一般通過單點接入電網，對外部電網呈一個獨立的可自我控制的個體。這樣可以利用不同分

35、布式電源之間的優(yōu)勢互補，使能源利用更加充分，同時也方便了配電網的運行和管理。</p><p>　　微電網有兩種運行模式：并網運行模式和孤島運行模式，即微電網可以作為配電網的一部分，通過電力電子裝置并網運行；同時由于它具備自行管理內部能量供求關系的能力，因此又可以脫離主電網孤島運行，從而繼續(xù)維持對微電網內負荷的供電。通過一定的控制策略，兩種運行模式之間可以實現(xiàn)平滑切換。這是微電網的一個主要特點，也是其最大優(yōu)勢的體現(xiàn)

36、。</p><p>　　作為分布式發(fā)電技術的一種發(fā)展，微電網同樣也具備分布式發(fā)電所具有的一些特點和優(yōu)勢，比如可以減少對常規(guī)能源的消耗，提高能源利用的效率，減輕對環(huán)境的污染；可以提高用戶的供電可靠性，并且對電力系統(tǒng)還可以起到調峰作用等。</p><p>　　正是由于具有上述的一些特點，雖然微電網的概念提出的時間并不長，但是卻得到了飛速地發(fā)展，世界各國對其研究發(fā)展均表現(xiàn)出了極大的興趣，并已經成

37、為許多國家未來電力發(fā)展戰(zhàn)略的重點之一。</p><p>　　微電網不僅很好地解決了分布式電源大規(guī)模并網的問題，而且充分發(fā)揮了分布式電源的效能，同時也帶來了許多其它的效益?？梢哉f，微電網是利用可再生能源發(fā)電的最佳途徑，代表著電力系統(tǒng)發(fā)展的新方向，未來的配電網將會是大量微電網的組合。需要特別指出的是，在研究故障情況下微電網并網后對配電網的影響以及相應的保護方案時，由于微電網要向故障點供出短路電流，為了簡化計算，可以將

38、微電網看作是一個輸出功率具有一定隨機性的電源，即可以將其當作一個獨立的分布式電源來進行研究。</p><p>　　1.3 分布式電源接入對配電網的影響</p><p>　　配電網的傳統(tǒng)結構為單電源輻射狀，這種輻射狀結構的主要優(yōu)點是系統(tǒng)接線簡單，設備較少，可靠性高，經濟性高。配電網的饋線保護主要采用電流速斷保護、定時限電流速斷保護和過電流保護組成的三段式電流保護。通過不同動作定值和動作時間

39、的配合，實現(xiàn)對配電網的保護。</p><p>　　分布式電源接入配電網，改善了很多問題，但同時也帶來了很多麻煩。分布式電源接入電網可以改善電能質量、提高供電可靠性并能減少負荷丟失，但是也導致配電網控制、保護和動作越來越復雜。分布式電源能量的注入，改變了配網的單電源輻射狀結構。而電流三段式保護是基于配電網的輻射狀結構而整定的，所以分布式電源的接入必將影響配電網的原有保護配置。分布式電源接入容量、位置、種類的不同，

40、對配網保護的影響也不一致，但是嚴重時會導致配網保護完全失去配合和保護功能[6]。</p><p>　　配電網中一般會采用重合閘前加速保護動作，能夠快速切除瞬時性故障，提高供電可靠性。含有分布式電源的配電網發(fā)生故障時，若系統(tǒng)中的分布式電源不退出運行，則分布式電源會持續(xù)向故障點供出電流，導致重合閘失敗，甚至會擴大故障范圍。目前國內外對含分布式電源配電網的保護多是基于通訊信息[7-8]，此類保護不僅要求對配電網安裝的較

41、多的新設備，經濟成本很高，而且過度依賴于通訊設備，若通訊設備出現(xiàn)問題，保護就失去了作用。因而本文提出了一種基于本地信息的保護配置，并在微機型保護裝置平臺上進行了實現(xiàn)，試驗驗證了該裝置能夠有效保護含分布式電源的配電網。</p><p>　　1.4 本文的主要工作</p><p>　　本文闡述了分布式電源的發(fā)展現(xiàn)狀和應用前景，通過對不同類型分布式電源運行方式的分析，對逆變型分布式電源進行了模

42、型等效，并對逆變型分布式電源對配電網保護和自動重合閘裝置的影響進行了詳細的理論分析和仿真驗證，最后提出了相應的解決方案。論文各章主要內容安排如下：</p><p>　　第1章概述了分布式電源對電網運行的意義和它的發(fā)展歷程及現(xiàn)狀，介紹了分布式電源對配電網保護系統(tǒng)的影響，并闡述了課題的研究意義。</p><p>　　第2章介紹了配電網的單電源輻射狀結構，詳細分析了電流三段式保護的原理、動作值整

43、定原則及動作時限的配合，最后介紹了重合閘裝置與保護裝置兩種不同的配合方式及其使用范圍。</p><p>　　第3章分對布式電源對配電網保護系統(tǒng)影響的進行了定性分析。首先理論分析了DG以不同接入位置和不同容量接入配電網后對傳統(tǒng)配電網繼電保護的影響。然后通過MATLAB仿真軟件建立簡單的DG并網模型，對不同接入點情況下分布式電源對傳統(tǒng)配電網保護系統(tǒng)的影響進行仿真驗證。</p><p>　　第4

44、章針對含有分布式電源的配電網的繼電保護新特性，提出配電網自適應保護新方案。首先介紹了自適應保護方案，然后通過MATLAB仿真軟件建立簡單的含DG的配電網模型，驗證該方案的可行性。</p><p>　　第2章 配電網保護</p><p>　　本章首先介紹了傳統(tǒng)配電網的結構特點，然后詳細介紹了電流速斷保護、限時電流速斷保護和定時限過電流保護的原理及保護定值和動作時限的整定，最后介紹了自動重合

45、閘與保護裝置在傳統(tǒng)配電網中的配合。</p><p>　　2.1 配電網的結構特點</p><p>　　電力系統(tǒng)的接線方式對于保證安全、優(yōu)質和經濟地向用戶供電具有舉足輕重的作用。電力系統(tǒng)的接線包括發(fā)電廠的主接線、變電所的主接線和電力網的接線。電力網按其職能可以分為輸電網絡和配電網絡。輸電網絡的主要任務是，將大容量發(fā)電廠的電能可靠而經濟地輸送到負荷集中地區(qū)。對輸電網絡接線方式的主要要求是，應

46、有足夠的可靠性，穩(wěn)定性，具有對運行方式變化和系統(tǒng)發(fā)展的適應性，并有助于實現(xiàn)系統(tǒng)的經濟調度。配電網絡的任務是分配電能。配電網絡采用哪一類接線，主要取決于負荷的性質。對于第一級和第二級負荷占較大比重的用戶，應由有備用網絡供電，對于第三級負荷，則可以采用無備用接線。</p><p>　　配電系統(tǒng)在微電網接入前是輻射狀單端電源供電系統(tǒng)，饋線上的保護不需要安裝方向元件，且多為三段式電流保護，即電流速斷為電流I段保護，限時電

47、流速斷為電流Ⅱ段，定時限過電流保護為電流Ⅲ段保護[9]。</p><p>　　2.2 電流速斷保護</p><p>　　2.2.1 電流速斷保護原理</p><p>　　如圖2-1所示的輻射狀配電系統(tǒng)，假設所有線路上都安裝了電流速斷保護，以保護3為例來分析電流速斷保護的原理。</p><p>　　圖2-1 傳統(tǒng)配電系統(tǒng)</p>

48、;<p>　　線路AB上發(fā)生故障時，流過保護3的電流會遠遠大于正常運行時的負荷電流，當故障電流大于保護3的起動電流時，該保護就會起動。若故障在電流速斷的保護范圍內，則保護3跳閘。</p><p>　　但是，AB線路末端處發(fā)生短路和BC線路出口處發(fā)生短路時，流過保護3的短路電流的大小幾乎是一樣的，因此，若AB線路末端短路時速斷保護3能動作，則BC線路出口處短路時，保護裝置3必然也能動作。而在后者發(fā)生故

49、障時，保護3是不應該動作的。由此可見電流速斷是不能在保護線路全長的情況下瞬時動作切除本線路末端故障的，即電流速斷不能同時滿足選擇性和速動性。</p><p>　　當速動性和選擇性產生沖突時，一般的解決辦法是優(yōu)先保證動作的選擇性，即整定保護裝置的起動電流時，保證裝置在下一條線路出口處短路時不起動。為了保證電流速斷保護動作的選擇性，所以其起動電流必須大于系統(tǒng)最大運行方式下被保護線路末端發(fā)生三相短路時的電流。仍以保護3

50、為例，其起動電流應該滿足。</p><p>　　2.2.2 電流速斷保護定值整定及靈敏性校驗</p><p>　　電流速斷保護是以電網中發(fā)生相間短路時流過的短路電流為基礎，來整定計算保護裝置的起動電流瓜的。當被保護線路一次側流過的電流大于或等于起動電流時，安裝在該處的保護裝置就可以起動。以圖2-1所示保護3為例，其起動電流值可由式(2-1)計算出。</p><p>

51、;<b>　　(2-1)</b></p><p>　　式中：是可靠系數(shù)，通常取。</p><p>　　電流速斷的動作時限可以認為是機械機構本身的動作時間，故其動作時間是非常小的。電流速斷保護的靈敏性是用保護范圍的大小來衡量的，此保護范圍用線路全長的百分數(shù)表示。通常情況下，電流速斷的保護范圍不小于被保護線路全長的巧%。保護范圍的校驗應按系統(tǒng)最小運行方式下兩相短路時的情況

52、來校驗。最小保護范圍可用式(2-2)計算。</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　式中：：可靠系數(shù)通常取；</p><p>　　：被保護線路總電阻；</p><p>　?。罕Ｗo安裝處到最小保護范圍末端之間的線路阻抗；</p><p>　?。合到y(tǒng)最小運行方式下的最大等值

53、阻抗；</p><p>　　：系統(tǒng)最大運行方式下的最小等值阻抗。</p><p>　　由以上分析可以看出，電流速斷保護的選擇性是靠整定值的選取來滿足的。電流速斷保護的主要優(yōu)點是簡單可靠，動作迅速；缺點是保護范圍受系統(tǒng)運行方式變化的影響，并且不能保護線路的全長。</p><p>　　2.3 限時電流速斷保護</p><p>　　由上面的分析知

54、，電流速斷保護不能保護線路全長。為了能夠保護線路全長，同時也作為電流速斷保護的后備保護，饋線上增加了限時電流速斷保護。限時電流速斷保護在任何情況下都可以保護線路全長，并具有一定的靈敏度，但是其動作時限較電流速斷保護長。假設圖2-1所示線路中都裝設了限時電流速斷保護，現(xiàn)對其保護原理進行分析。</p><p>　　2.3.1 限時電流速斷保護原理</p><p>　　限時電流速斷保護要保護線

55、路全長，其動作范圍不可避免地會延伸到下一條線路中，為了在下一條線路出口動作時，限時電流速斷保護不誤動，即保證保護的選擇性，本線路的限時電流速斷保護一定要與下一條線路的電流速斷保護進行配合。以圖2-1所示的保護3的限時電流速斷保護為例，其起動電流應滿足 (為保護2電流速斷保護的定值)。</p><p>　　2.3.2 限時電流速斷保護定值整定及，靈敏性校驗</p><p>　　以圖2-1所

56、示的保護3的限時電流速斷保護為例，其起動電流值可按式(2-3)整定。</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　式中：：可靠系數(shù)，通常取；</p><p>　?。簽楸Ｗo2電流速斷保護的定值。</p><p>　　因為AB線路的保護3的限時電流速斷保護范圍與BC線路的保護2的電流速斷保護范圍配合，

57、所以其動作時限應該比電流速斷保護動作時限高出一個時間階段。但是從提高系統(tǒng)運行可靠性的角度來看，保護動作時間應該越小越好;為了保證保護的選擇性，限時電流速斷的動作時限通常取0.5s。</p><p>　　限時電流速斷保護的靈敏系數(shù)是指在系統(tǒng)最小運行方式下，線路末端發(fā)生兩相故障時，流過保護裝置的電流與起動電流的比值。為了滿足在線路末端短路時保護裝置一定能有效動作，限時電流速斷保護的靈敏系數(shù)應滿足。當靈敏系數(shù)不滿足要求

58、時，應進一步延伸本線路限時電流速斷的保護范圍，使之與下一條線路的限時電流速斷保護配合，仍以圖2-1中的保護3為例，此時起動電流和動作時限應按式(2-4)整定。</p><p><b>　　(2-4)</b></p><p>　　式中：：保護2的限時電流速斷定值；</p><p>　?。罕Ｗo2的限時電流速斷動作時限。</p><

59、;p>　　一般取，可以看出，定時限電流速斷保護范圍的延伸，導致了保護動作時限的升高。裝設了電流速斷和限時電流速斷保護的線路，全線路范圍內的任何故障都能夠在0.55的時間內切除，在保護正常動作時是可以滿足速動性的要求的。因而電流速斷和限時電流速斷保護稱為線路的“主保護”。</p><p>　　2.4 定時限過電流保護</p><p>　　定時限過電流保護是考慮到保護或者斷路器有拒動的

60、可能性，為了保證保護的選擇性而裝設的后備保護。它既可以作為本線路的近后背保護，保護本線路全長；也可以作為遠后背保護，保護相鄰線路的全長。以圖2-1所示系統(tǒng)為例，假設線路上都裝有定時限過電流保護。</p><p>　　2.4.1 定時限過電流保護定值整定</p><p>　　定時限電流保護的起動電流值是按照躲過線路最大負荷電流來整定計算的，如式(2-5)示。</p><

61、p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　式中：為可靠系數(shù)，一般取；</p><p>　　為自啟動系數(shù)，數(shù)值應大于1；</p><p>　　為電流繼電器的返回系數(shù)，一般為。</p><p>　　保護1位于電網最末端，當末端線路CD發(fā)生故障時，它可以瞬時動作切除故障，因此，保護1的動作時間可以整定為保護

62、裝置的固有動作時間。為了保證CD線路上短路時動作的選擇性，保護2的動作時限應比保護1高一個時間階段。保護2的時限整定后，當線路BC上發(fā)生短路時，它會以的時限切除故障，而為了保證保護3動作的選擇性，保護3的動作時限么應該比保護2的動作時限高一個時間階段。由分析可知，定時限過電流保護的動作時間是呈階梯狀增長的，距離系統(tǒng)末端越遠，保護的動作時間越長。</p><p>　　2.4.2 定時限過電流保護的靈敏性校驗<

63、;/p><p>　　定時限過電流的靈敏性校驗應該從兩個方面進行：作為線路的主保護或近后備保護時，靈敏系數(shù)凡胡為最小運行方式下本線路末端兩相短路時的電流與起動電流之比，一般要求；作為相鄰線路的遠后背保護時，靈敏系數(shù)為最小運行方式下相鄰線路末端兩相短路時的電流與起動電流之比，一般要求。</p><p>　　2.5 自動重合閘在配電系統(tǒng)中的應用</p><p>　　配電系統(tǒng)

64、中的故障發(fā)生情況可以分為永久性故障和瞬時性故障，運行資料統(tǒng)計表明架空線瞬時性故障發(fā)生的概率遠遠大于永久性故障。瞬時性故障消失后，合上斷開的斷路器就能快速恢復對用戶的供電。重合閘操作有手動重合閘和自動重合閘兩種，手動重合閘操作時間較長，會導致停電時間過長;而自動重合閘裝置則可以在斷路器成功跳開后，自動地將斷路器以較短的時間重合。配電系統(tǒng)作為單電源輻射狀結構的系統(tǒng)，使用的重合閘為三相一次重合閘，即故障發(fā)生后，線路三相全部跳開，經一定延時然后

65、三相重合。重合閘與保護的配合方式有兩種:重合閘前加速保護動作和重合閘后加速保護動作。</p><p>　　2-2 配電網中的重合閘前加速分析圖</p><p>　　2-3 配電網中的重合閘后加速分析圖</p><p>　　重合閘前加速保護動作的基本思想是:如圖2-2所示，線路L-1上AB、BC和CD任一段發(fā)生故障時，都有保護3瞬時動作切除故障，此時保護不是有選擇

66、性地跳開故障線路，而是把故障線路所在饋線直接跳開，相當于犧牲了選擇性來滿足速動性。重合閘延時到，安裝在保護3處的自動重合閘裝置動作，保護3重合。若故障為瞬時性故障且在重合時已經消失，則線路恢復供電;若為永久性故障，則由電流Ⅲ段定時限過電流保護按動作時限根據(jù)選擇性把故障線路的斷路器跳開。重合閘前加速其優(yōu)點是當系統(tǒng)中發(fā)生了瞬時性故障時，保護裝置能夠快速跳開故障，在重合閘成功后迅速恢復供電，另外只需要在每條饋線上安裝一臺自動重合閘裝置，可用性

67、和經濟性比較高。其缺點是當故障為永久性故障時，故障切除時間變長。</p><p>　　重合閘后加速保護動作的基本思想是:如圖2-3示，每個保護處都安裝有一套自動重合閘裝置。當系統(tǒng)中發(fā)生故障時，保護有選擇性地跳開故障線路，然后進行自動重合閘操作。若故障是瞬時性的，則重合成功;若故障是永久性的，則保護加速動作，立即切除故障。重合閘后加速保護動作的優(yōu)點是能夠保證有選擇性地切除故障線路，不會擴大停電范圍;其缺點是自動重合

68、閘裝置需要安裝在每個斷路器處，成本較高。經由上面的分析比較，可知重合閘前加速保護主要適用于35kV以下的配電系統(tǒng)，重合閘后加速保護則比較廣泛用于35kV及以上的系統(tǒng)及對重要負荷供電的情況下。</p><p><b>　　2.6 本章小結</b></p><p>　　本章首先介紹了配電網的單電源輻射狀結構，然后詳細分析了電流三段式保護的原理、動作值整定原則及動作時限的

69、配合，接著介紹了重合閘裝置與保護裝置兩種不同的配合方式及其使用范圍。</p><p>　　第3章 分布式電源對配電網繼電保護的影響</p><p>　　本章首先進行理論分析分布式電源接入配電網時對配電網保護的影響，然后利用仿真實例進行驗證。</p><p>　　3.1 理論分析DG對配電網短路電流的影響</p><p>　　分布式電源由于

70、其容量小,在配網中接入位置不確定,我們分別在終端線路和非終端線路的不同位置接入DG，分析不同情況下DG對各電流保護及其動作行為的影響。</p><p>　　3.1.1 終端線路引入DG</p><p>　　假設只在終端線路離母線A處(注x<1)引入DG,配電網如圖3-1所示。</p><p>　　圖3-1　在終端線路引入DG</p><p

71、>　　DG對所在線路保護的影響。當線路末端發(fā)生兩相短路故障時:設系統(tǒng)S阻抗為；線路阻抗為；分布式電源和變壓器阻抗為并設，，速斷保護整定值按照線路末端短路有靈敏度的方法整定,可靠系數(shù)取,過流保護整定值按最大負荷電流整定，此處假定為1/2速斷整定值。在x取不同值時，線路末端發(fā)生兩相短路故障時，計算保護檢測到的故障電流值。</p><p><b>　　（3-1）</b></p>

72、<p><b>　　（3-2）</b></p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　由圖3-1所示，當終端線路末端點發(fā)生故障時，對于保護而言，引入DG后其感受到的故障電流小于引入DG前其感受到的故障電流，保護動作的靈敏度將降低,尤其在線路的某些位置，速斷保護根本無法啟動，形成速斷保護死區(qū),使線路故障不能及時切除

73、。</p><p>　　當線路中間段點發(fā)生故障時；當線路中任意點發(fā)生故障時，如圖3-1所示，對于保護而言,引入DG前后，其感受到的故障電流均只由系統(tǒng)提供而不受DG影響。所以在當線路中任意點發(fā)生故障時，DG對所在線路保護沒有影響。</p><p>　　相鄰線路任意點發(fā)生故障時：繼續(xù)以上的參數(shù)值。若相鄰線路距母線處發(fā)生三相短路故障時，如圖3-1所示，假設3條線路具有相同的長度和單位阻抗,分布式

74、電源接在距離母線處，保護檢測到的故障電流值表達式為</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　如果故障發(fā)生在同一母線的相鄰線路，由于分布式電源的作用，保護K檢測到的故障電流值將有可能大于速斷保護整定值，而引起誤動作，使分布式電源所接線路無故障跳閘。應該安裝方向繼電器，避免反方向發(fā)生故障時誤動作；DG越靠近母線,保護K檢測到的故障電流值越大，引

75、起誤動作的幾率也越大。</p><p>　　3.1.2 DG對相鄰線路保護K2的影響</p><p>　　如圖3-1所示，在DG所在線路的任意一點發(fā)生故障，保護感受不到DG提供的短路電流。當線路任意點發(fā)生故障時，保護檢測到的故障電流值表達式為</p><p><b>　　（5）</b></p><p>　　對于非終端線

76、路的速斷保護而言，由于DG的引入，使得其保護感受到的故障電流變大，在其線路出口處發(fā)生故障時，保護可能誤動作，使停電范圍擴大。.所以須校核其瞬時速斷定值，保證其可靠躲過該線路末端故障產生的最大三相短路電流，以免失去選擇性；若相鄰線路亦為終端線路，當其發(fā)生故障時，其感受到的電流為系統(tǒng)和DG共同提供，其值大于DG引入前只由系統(tǒng)提供的故障電流，保護更加靈敏；DG的位置對相鄰線路速斷保護影響很小。</p><p>　　3.

77、1.3 非終端線路中引入DG</p><p>　　假如在非終端線路中的任意位置(含末端)引入DG,配電網絡如圖6所示。</p><p>　　圖3-2 非終端線路引入DG</p><p>　　對保護的影響：當在點，，發(fā)生故障時，DG對其沒有影響；當在點發(fā)生故障時,DG對其的影響類似終端線路引入DG時DG對相鄰線路保護的影響。</p><p>

78、;　　對保護的影響：在圖3-2所示所有故障情況下，DG對其的影響類似終端線路引入DG時DG對所在線路保護的影響。</p><p>　　對保護的影響：當在點發(fā)生故障時，保護感受到的故障電流變大，保護將變得更加靈敏；當在點，，發(fā)生故障時，DG對其沒有影響。</p><p>　　3.1.4 非終端線路的轉供線中引入DG</p><p>　　假如在非終端線路的轉供線路L3

79、中的任意位置(含末端)引入DG,配電網絡如圖7所示。</p><p>　　圖3-3 非終端線路的轉供線中引入DG</p><p>　　對保護的影響：當在點，，發(fā)生故障時，DG對其沒有影響；當在點發(fā)生故障時，DG對其的影響類似終端線路引入DG時DG對相鄰線路保護的影響。</p><p>　　對保護的影響：當在點發(fā)生故障時，保護感受到的故障電流變小，其過電流保護的靈敏

80、度降低，甚至拒動；當在點，，發(fā)生故障時,DG對其沒有影響。</p><p>　　對保護的影響：當在點發(fā)生故障時，保護感受到的故障電流變小，其速斷保護的靈敏度降低，甚至拒動；當在點發(fā)生故障時，DG對其沒有影響；當在點和發(fā)生故障時，保護感受到DG提供的反向故障電流，保護可能誤動作。</p><p><b>　　3.2 算例分析</b></p><p&

81、gt;　　3.2.1 模型參數(shù)選擇</p><p>　　本文系統(tǒng)設計為10kV配電網，其基準容量為500MVA，基準電壓</p><p><b>　　為10.5kV。</b></p><p>　　本文需要通過進行短路電流計算來研究DG對配電網保護包括靈敏性、選擇性、可靠性的影響。而靈敏性主要靠最大運行方式下發(fā)生三相短路故障</p>

82、<p>　　來確定，保護范圍的主要靠最小運行方式下發(fā)生兩相短路故障來確定，這兩種故障都沒有零序電流，因此配電網絡的線路、負荷參數(shù)只用正序等效阻抗</p><p>　　代替而不需要設置零序分量。</p><p>　　系統(tǒng)電源、線路、負荷參數(shù)選取如下：</p><p><b>　　(1)系統(tǒng)電源參數(shù)</b></p>&l

83、t;p><b>　　(2)線路參數(shù)</b></p><p>　　線路選取包括架空線路和電纜線路的混合線路。選取架空線路型號及參數(shù)：LGJ-120/25（鋼芯鋁絞線），R=0.27/km ，X=0.347/km。</p><p>　　選取電纜線路型號及參數(shù)：YJLV22-150/60（銅芯交聯(lián)聚氯乙烯電纜），R=0.259/km ，X=0.093/km。</

84、p><p>　　如圖所示，模型為含分布式電源的兩饋線的配網圖，饋線末端為負荷。</p><p>　　圖3-4 帶分布式電源的配電網模型圖</p><p>　　饋線1由兩段線路組成，AE為架空線路（4公里），EF為電纜線路（6公里）； AD段即為圖中的饋線2，AB、BC段均為2公里的架空線路， CD為電纜線路，長度為7公里。分布式電源在母線B處接入電網。結合單位線路參數(shù)

85、，可以得出各段線路參數(shù)表：</p><p>　　表3-3 各段線路阻抗參數(shù)表</p><p><b>　　(3)負荷參數(shù)</b></p><p>　　單條饋線上所帶負荷容量約4MW。</p><p>　　3.2.2 分布式電源模型的等效</p><p>　　目前的逆變型DG研究主要集中在負荷變

86、化時的輸出特性，包括有功、無功參考值，一般要求比較快速同時希望維持功率的能力良好。逆變器有電壓型和電流型這兩種控制方式。這兩種控制方式的基礎都是輸出功率保持恒定來建模。文獻[10]指出DG可以用恒功率模型來代替暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)過程，在次暫態(tài)過程中有功、無功都會增加，這是由于沖擊電流的原因。通過上述分析可以認為，維持故障前后輸出的有功和無功功率不變是最佳的逆變型DG的控制策略。通過快速調整變流裝置，所輸出的有功、無功功率都將在故障后兩周波之后達

87、到與故障前相同的穩(wěn)態(tài)，這樣可以忽略掉故障后1~2個周波內有功、無功功率的變化。所以可以假定逆變型DG在故障后輸出功率不變來進行短路電流計算，故障引起逆變型DG的響應與受控電流源原理相同，接入點電壓下降后，其產生的電流將與電壓成反比。據(jù)此，可以由其模型替代接入電網。</p><p>　　另外大部分的逆變器的控制裝置都有一個電流限制裝置。這個限流裝置的作用是將當輸出電流額定電流的2倍時，調整其輸出電流使它始終保持在2

88、倍的額定電流水平上，不過因為在饋線故障時，如果DG自身的低電壓保護將迅速動作切除電源，這種情況是端電壓低于額定電壓的50%，而本文所研究的故障類型主要是非出口故障，即端電壓水平會維持在電壓額定電壓的50%以上，所以此時DG輸出的電流不會達到上述情況，符合恒功率的假設。根據(jù)以上理論將逆變型DG等效為恒功率模型：正常運行時，由于DG的電壓支撐作用，由潮流確定其電壓、電流值；故障時，DG供出的電流與電壓值成反比，將升高，而電壓值降低。<

89、/p><p>　　3.2.3 配電網模型</p><p>　　圖3-4 配電網模型圖</p><p>　　配電網MATLAB仿真模型圖如圖3-4所示，主要包括三相電源，分布式電源模型，三相測量裝置，斷路器，線路，負荷等。</p><p>　　3.2.4 仿真驗證</p><p>　　本節(jié)擬通過仿真軟件MATLAB對D

90、G對配電網的影響進行仿真驗證，先考慮無DG的情況。選取系統(tǒng)最大運行方式下發(fā)生三相短路的情況，即一般來說最惡劣的情況來進行仿真驗證。對于三相短路故障，可以完全用正序參數(shù)進行計算分析。</p><p>　　表3-4 各段線路末端發(fā)生三相短路時各保護處測得的電流。</p><p>　　根據(jù)表 4-2 得出的故障電流按照式（3-1）進行各保護的電流速斷保護整定。電流速斷保護對被保護線路內部故障的

91、反應能力（靈敏性），通常用保護范圍來衡量。由于出現(xiàn)系統(tǒng)最小運行方式下的兩相短路時，電流速斷的保護范圍為最小，因此一般用系統(tǒng)最小運行方式下的兩相短路來校驗保護范圍。通過對模型進行大量仿真，可以得出各處保護的電流速斷保護整定值及保護范圍，如表 3-5 所示：</p><p><b>　　表3-5</b></p><p>　　限時電流速斷保護整定</p>&l

92、t;p>　　限時電流速斷保護用來切除本線路上電流速斷保護范圍以外的故障，并與下一段的電流速斷保護相配合，整定方式按照式（3-3）進行整定。另外，為了能夠保護線路的全長，限時電流速斷保護必須在系統(tǒng)最小運行方式下線路末端發(fā)生兩相短路時具有足夠的反應能力靈敏度，靈敏度校驗按照式（3-4）計算。通過對模型進行仿真，可以得出各處保護的限時電流速斷整定值及靈敏度，如表3-6所示：</p><p><b>　　

93、表3-6</b></p><p>　　定時限過電流保護的整定</p><p>　　正常運行時，饋線 1、2上的最大負荷電流分別為 216A、214A。因此定時限過電流保護的整定值可根據(jù)式（3-5）確定：</p><p>　　當DG接在母線B時，將故障點置于在短路點k1，故障類型為兩相短路。</p><p>　　表3-7 未接入D

94、G時k1發(fā)生兩相短路各保護處所測電流幅值表</p><p>　　表3-8 接入DG時k1發(fā)生兩相短路各保護處所測電流幅值表</p><p>　　由表中數(shù)據(jù)可看出，當在B母線處接入DG后，當DG下游k1發(fā)生短路時，下游線路的保護1和保護2感受的故障電流均大于未接入DG時的故障電流，且隨著接入容量的增大，下游線路的故障電流增大，因此保護將變得更加靈敏。但當DG容量達到一定值時，可能引起保護

95、誤動，使保護失去選擇性。</p><p>　　綜上所述，分布式電源下游的電流速斷保護的保護范圍會增大，嚴重時會延伸到下游線路上，與下游的電流速斷保護沖突，失去選擇性。同樣，限時電流速斷保護和過流保護也會出現(xiàn)失去選擇性的問題；由于分布式電源的存在，分布式電源上游的保護流過的電流將會減小，無法反應其限時電流速斷保護范圍內的分布式電源下游故障，縮小了后備保護范圍。</p><p>　　將故障點置

96、于k2處，故障類型為兩相短路，檢驗DG對電流保護靈敏性的影響。</p><p>　　表3-9 未接入DG時k2發(fā)生兩相短路各保護處所測電流幅值表</p><p>　　表3-10接入DG時k2發(fā)生兩相短路各保護處所測電流幅值表</p><p>　　由表中數(shù)據(jù)可知，當DG接在B母線時，其下游線路發(fā)生短路，下游保護2處測得的故障電流增大，且隨著DG接入容量的增大，故障電

97、流變大，因此保護2變得更加靈敏。</p><p>　　DG上游保護3處測得的電流隨DG容量的增大而減小，因此定時限過電流保護的靈敏度降低，作為下一段線路的后備保護時可能拒動。</p><p><b>　　表3-11</b></p><p>　　DG接入母線C處，其上游線路保護2感受到的故障電流先減小，后反向增大。隨著DG注入容量的增大，保護3處

98、故障電流增大，當DG容量達到一定值時，保護3的限時電流速斷保護才動作。因此，當DG容量較小時，保護3不能及時動作使DG孤島運行，需加裝方向保護并重新整定來切除故障線路，使DG孤島運行。</p><p>　　當分布式電源上游故障為瞬時性故障時，饋線2的前加速重合閘裝置將瞬時斷開并重合。但是由于故障點下游存在分布式電源，仍然給故障點提供短路電流，從而使故障點電弧繼續(xù)燃燒，導致重合閘失敗，饋線保護將按照原有的整定時限動

99、作，故障點很可能變?yōu)橛谰眯怨收?。而且故障點下游的分布式電源側使用原有的三段式電流保護配置并不合理，應該在分布式電源上游的線路末端加設另一套保護和方向元件，以識別分布式電源向上游故障點供出的故障電流，從而可靠切除故障段。</p><p><b>　　相鄰線路故障</b></p><p><b>　　表3-12</b></p><

100、p>　　由仿真數(shù)據(jù)可知，當DG接在B母線上時，k5三相短路，DG上游線路的保護3處測得電流隨DG容量增大而增大，當DG容量達到一定值時，保護3可能誤動。</p><p>　　表3-13 未接入DG時AB線路k3（線路50%處）兩相短路</p><p>　　表3-14 接入DG后AB線路k3（線路50%處）兩相短路</p><p>　　由表中數(shù)據(jù)可得，當DG

101、接在母線B時，其上游線路保護3處感受到的故障電流與未接入DG時相同，且DG容量變化時保護3處的故障電流不變，因此此時DG對其上游線路保護無影響。</p><p>　　表3-15 未接入DG時k4短路</p><p>　　表3-16 接入DG后k4短路</p><p>　　由表中數(shù)據(jù)可知，當DG接在母線B時，其對相鄰線路AE的故障電流有較小的助增作用，且隨著DG接

102、入容量增大而增大，但增幅較小，所以DG對相鄰線路的影響較小。</p><p>　　DG位置變化時對短路電流的影響</p><p>　　保持DG容量為40MVA，當DG在BC上移動時記錄電流幅值。</p><p>　　表3-17 K1短路</p><p>　　表3-18 K3短路</p><p>　　表3-19 K

103、4短路</p><p>　　由仿真數(shù)據(jù)可知，DG容量不變，短路點k1位于本線路下游，當DG距離短路點距離越近時，對其下游線路的助贈作用越大，對其相鄰線路AE無影響；短路點k3位于本線路上游，DG距離短路點越近，對其上游保護2影響越大，對相鄰線路AE無影響；短路點k4位于相鄰線路AD上，當DG距離短路點越近時，對相鄰線路影響越大。</p><p>　　通過分析不同故障情況下分布式電源對系統(tǒng)各

104、保護安裝處流過電流的影響并與配網現(xiàn)有的整定原則比較，可以得出如下結論：</p><p>　　(1)分布式電源所在線路發(fā)生瞬時性故障時，前加速重合閘裝置斷開后分布式電源繼續(xù)提供故障電流，從而可能導致重合閘失敗，擴大停電范圍。</p><p>　　(2)分布式電源下游線路發(fā)生永久性故障時，分布式電源供出的助增電流可能會使其下游保護的保護范圍擴大到下一段線路，失去選擇性；同時會導致分布式電源上游

105、保護的保護范圍縮短。由于對各處電流的影響程度是隨分布式電源容量變化而變化的，因此需要考慮根據(jù)注入容量進行整定值自適應調整的方案。</p><p>　　(3)分布式電源上游線路發(fā)生永久性故障時，希望故障線路的兩側均斷開以切除故障。但分布式電源供出的電流并不能使其上游的電流速斷保護快速動作隔離故障點。因此需要考慮在分布式電源上游的每一段線路兩側均裝設保護裝置，并加設方向元件以防止保護的誤動作。</p>

106、<p>　　(4)其它饋線發(fā)生瞬時性故障時，分布式電源不會對該饋線的自動重合閘和保護裝置產生不利的影響。但是分布式電源向故障點提供的故障電流會引起其所在饋線自動重合閘裝置的誤動作，并可能因為非同期重合閘而導致重合失敗，擴大停電范圍。</p><p>　　(5)其它饋線發(fā)生永久性故障時，對于分布式電源所在饋線的上游保護而言，分布式電源向上游供出的故障電流有可能會引起上游限時電流速斷和定時限過流保護的誤動作

107、。因此需要考慮加設方向元件以防止誤動作。</p><p><b>　　3.3 本章小結</b></p><p>　　傳統(tǒng)的單電源輻射網絡因為DG的接入變?yōu)閺碗s的多電源網絡，導致原有保護出現(xiàn)一系列問題，如靈敏度降低，誤動，拒動等。本章通過大量的仿真計算，分析了DG對饋線各處保護在DG的容量、類型及，線路上不同區(qū)域發(fā)生故障時，不同接入點等情況下的不同結果的影響，本章還建

108、立了一個含DG的l0kV配電網典型模型，針對以上各種情況對饋線各處保護的影響進行仿真驗證，證明了理論分析的正確性。分析仿真結果表明：</p><p>　　(1)位于DG下游的保護故障點的短路由于DG的助增作用增大，造成各個保護的保護范圍延伸，失去選擇性；</p><p>　　(2)位于DG上游的保護，流過的短路電流和功率方向都可能變化，只在線路的一側裝設保護不能真正切除故障，必須要在對側裝