新型配电网故障暂态电气量分析与继电保护设计开题报告

1. 研究目的与意义

在分布式新能源接入配电网中比较常见的保护是三段式电流保护，保护动作主要是由突然增大的电流而触发的电流保护，由于分布式新能源的接入，改变了配电网的故障性。

分布式新能源接入配电网，在发生故障时相当于引入了额外的故障电流和潜在的双向故障电流，分布式新能源具有分流的作用，通过保护装置的电能有可能变大，也有可能变小，可以改变保护装置的范围，对继电保护带来一定的影响。

配电网主要是依靠单端电源供电，所以继电网没有相关的方向元件。

2. 课题关键问题和重难点

关键问题：

总结故障定位技术和暂态稳定性的研究现状，并分析当前研究存在的不足从故障定位和暂态稳定性两个角度分析dg并网对配电网的影响运用pscad仿真软件搭建ieee14amp;ieee34节点配电系统进行仿真分析。

3. 国内外研究现状（文献综述）

近年来，国内外的学者对此进行了许多的研究工作，在分析风电场的等效电路以及阻抗特性的基础上，研究了风电场接入对风电联络线上相电流差突变量选相元件分支系数的影响，指出受风电场故障暂态特征的影响，发生接地故障时会造成选相结果错误。

在智能配电网发展的要求下，dg将大量接入配电网，而对于旋转型dg，由于其惯性时间常数较小，因此其对系统的故障或干扰都极其敏感，这大大增加了配电网的运行和控制策略的难度，因此，围绕含dg的配电网的暂态稳定研究有利于研究故障时dg的控制策略，从而制定合理的运行策略，也有利于提高dg的运行效率和配电网的稳定性。文献[1]考虑了励磁控制策略、故障位置及故障切除时间等因素来研究小型同步机等效的dg的暂态稳定性；文献[2]研究了经电力电子装置并网的dg的暂态稳定性，通过仿真表明通过电力电子装置并网的dg在故障时其电压和频率都能得到有效的控制，其暂态稳定性也得到了提高；文献[3]则研究了不同渗透率下风机的暂态稳定性。上述文献研究针对dg在故障时的暂态特性的研究属于对故障的被动响应，并未在故障时针对dg进行控制以主动响应故障，也有文献展开对故障时dg控制策略的研究，文献[4]研究了环状配电系统中dg的暂态稳定性，提出了一种新的继电保护策略减少了故障切除时间，从而提高了故障时dg的暂态稳定性，使其在故障或干扰下仍然继续并网运行；文献[5]对以异步感应电动机作为dg的暂态稳定性进行了分析，并提出了基于频率、电压和配电系统三相故障后备保护的控制策略；文献[6]运用matlab/simulink对进行风力机，燃气轮机以及热电联产发电装置动态建模与仿真分析，提出了基于故障切除时间和电压跌落程度的控制策略，同时也考虑了网络拓扑等因素的影响，并认为对于以同步机等效的燃气轮机而言，其对外部故障的敏感甚至比内部故障要强；文献[7]分别研究了微网在并网与孤岛运行两种模式下负荷起动及功率变化、发生三相短路故障时dg的暂态稳定性，采用p-f和q-v下垂控制策略与pq控制相结合的控制策略，得到了不同电动机负荷比例与临界故障清除时间的关系；文献[8]先对单台感应发电机稳定判别的进行分析与研究，进一步分析了多台感应发电机对配电网的暂态稳定问题，并对多台感应发电机配电网的暂态稳定域和临界切除时间重新进行定义，建立了基于转子运动方程的等值电路，考虑了配电网络方程约束，提出一种在配电网中计算多台感应发电机临界转速和临界切除时间的解析法，与基于动态模型的仿真法相比，该方法计算量更小，并揭示出多台感应发电机之间暂态稳定性的内在关联，这说明了dg在暂态过程中存在交互影响，稳态运行也存在交互影响，如风电场中上级风力机组产生的尾流效应对下级风力机组的出力的影响，因此基于dg交互影响的协调控制策略也有待进一步研究

4. 研究方案

首先，对电网进行故障分析以获得故障暂态电气量特征，然后，进行分布式电源接入对于继电保护的影响研究，最后制定新型保护配置与整定方案，并进行相应的仿真研究，得出相应结论。

本次毕业设计主要内容是对新型配电网进行故障分析及整定计算。对新型配电网故障暂态电气量分析具体步骤如下：

（1）前期调研，撰写开题报告

5. 工作计划

第1周阅读外文文献，将其翻译成中文并上传系统；了解国内外相关研究成果、相关行业发展进程、当下所面对的问题，以及未来的发展趋势，完成开题报告初稿；

第2周修改开题报告，完成开题报告终稿并上传系统；

第3周完成不含新能源配电网短路计算；