完整版不同分布式电源位置对电流保护影响的分析毕业论文文档格式.docx
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进一步讨论了两个DG中至少一个位于故障上游、邻侧及下游时对线路故障电流的影响，通过建立各种情况的数学模型，利用算例比较了两个DG之间容量和位置存在差别时对线路上故障电流影响的不同，以及两DG分别对短路电流影响的大小。
2.论文（设计）的基本要求
1有关资料的收集：
要求尽量收集第一手资料，资料要真实、可靠、有代表性。
2资料的整理与分析：
要求条理清晰，数据分析详尽。
3查阅相关文献：
要求贴近主题，有参考价值。
4认真撰写论文，字数在10000字以上。
三.论文（设计）工作进度安排
阶段
论文（设计）各阶段名称
日期
1
搜集分布式电源数据并整理
2012.10.1—2012.10.31
2
数据的分析与处理
2012.11.1—2013.3.1
3
查阅相关文献
2013.3.2—2013.4.10
4
撰写论文初稿
2013.4.11—2013.5.31
5
论文修改
2013.6.1—2013.6.10
6
论文完成
2013.6.15
备注：
四.应收集的资料及主要参考文献（指导教师指定）
1、配电网继电保护原理
2、梁振锋,杨晓萍,张娉.分布式发电技术及其在中国的发展[J].西北水电
3、钱科军,袁越.分布式发电技术及其对电力系统的影响[J].继电器,2007
4、仿真分布式电源相关参数的研究资料
5、吴蕾.分布式电源对配电网保护的影响及对策[D].北京:
华北电力大学
6、易新,陆于平.分布式发电条件下的配电网孤岛划分算法[J].电网技术
说明：
此任务由指导教师填写一式两份，一份发给学生，一份发给指导教师留存。
沈阳农业大学毕业论文（设计）选题审批表
选题名称
题目来源
自拟
学号
姓名
专业
电气工程及其自动化
田有文
职称
副教授
研究
内容
根据收集的现有资料，分析不同分布式电源在电网中不同位置对周围网络电流保护的影响，详细分析构成这些影响的因素，并提出有效方案解决这些影响带来的负面问题。
计划
搜集相关资料，根据目前分布式电源发展状况以及分布式电源处在电网中不同位置对电网构成的不同影响，分析概括构成影响的因素，最终总结出来。
特色
本文提出的方法，具有可行性，实用性，简单明了，便于操作。
指导教师意见
教研室意见
学院意见
毕业论文（设计）指导记录
指导教师姓名
本年度指导毕业生人数
11
论文（设计）题目
指导过程
时间
地点
指导内容
10月1日
10月31日
11月1日
3月1日
3月22日
4月10日
4月11日
5月31日
6月1日
6月8日
6月14日
6月15日
农工楼322
农工楼322
在老师的指导下，拟订论文题目
收集文献资料
整理论文资料
讨论课题理论原理
进行中期审核
起草实体设计方案
论文初稿形成
帮助修改正文选材和格式
修改文献综述摘要前言
帮助修改外文翻译
帮助制作、修改幻灯片
答辩前的指导
学生签字：
年月日
指导教师签字：
年月日
教研室主任签字：
沈阳农业大学毕业论文（设计）考核表
论文题目：
指导教师评语：
田凌洋同学在导师指导下，根据本课题组科研基础，对不同分布式电源位置对电流保护的影响分析进行了研究，较好完成了毕业论文计划。
论文研究结果对生产实践具有一定理论意义和指导意义，明确了不同分布式电源位置对电流保护的相关影响。
该生在本实验室从事毕业论文研究工作中，虚心好学、积极肯干，刻苦钻研，尊敬老师，动手能力较强，能充分利用学校网络资源查询相关研究资料，为论文工作的顺利完成进行了充分准备。
论文写作规范，能够严格执行学校本科生毕业论文写作的有关规定，并表现出较高的电脑使用和文本编辑水平。
该生论文达到了电气专业本科生毕业论文的要求和水平，同意进行毕业论文答辩。
指导教师（签字）：
年月日
评阅人评审意见：
该论文对不同分布式电源位置对电流保护的影响进行了研究，较好完成了毕业论文计划。
论文写作规范，能够严格执行学校本科生毕业论文写作的有关规定，并表现出较高的电脑使用和文本编辑水平，达到了本科生毕业论文的水平。
评阅人（签字）：
答辩委员会意见：
主任委员（签字）：
注：
答辩委员会意见除填写简要评语、给出成绩外，还要提出是否授予学位的建议。
目录
摘要1
Abstract2
前言3
1分布式发电的概念4
2配电网络继电保护原理5
2.1继电保护的基本要求5
2.2配电网保护基本原理6
3分布式电源并网位置对配电网络电流保护的影响研究11
3.1系统接入单个分布式电源的影响分析11
3.1.1分布式电源下游发生故障的情况分析11
3.1.2分布式电源上游故障的情况分析14
3.2系统接入多个分布式电源的影响分析15
3.3单个分布式电源的并网位置问题对保护的影响规律的研究16
3.4多个分布式电源并网位置问题和并网次序方案的研究17
4总结20
参考文献21
致谢23
摘要
随着社会经济、科技的迅猛发展，人类对能源的需求也在随之不断增长。
然而由于全球一次能源的日渐匮乏，分布式电源作为新一代的发电方式越来越受到人们的重视，并不断地发展成熟。
分布式电源（DistributedGeneration,DG）除了具有环保节能，经济灵活的优势外，其接入也会对配电网的运行方式、电压分布、继电保护、稳定性以及安全性等一系列问题产生影响。
本文首先对不同类型的分布式电源的特点及其并网后对电网的影响进行了分析，着重研究并建立了分布式电源处于配电网不同位置时的数学模型，通过具体算例，比较了DG的输出容量与接入位置的变化对线路保护的不同影响，并得出在不影响保护选择性和灵敏性的前提下，DG所允许接入的位置与容量。
随后综合各种限制条件建立了分布式电源准入容量的数学模型。
关键词：
配电网；
分布式电源；
继电保护；
系统潮流；
光伏电池；
输出功率
Abstract
Alongwiththerapiddevelopmentofthesocialeconomy,scienceandtechnology,human'
senergydemandisalsocontinuetoincrease.However,becauseofthegrowingglobalenergyshortage,thedistributedgenerationasanewwayisgettingmoreandmoreattentionfrompeople,andconstantlydevelopingtomature.DGshavemanyadvantagessuchasenvironmentalprotection,energyconservationandeconomicflexible,butaftertheyconnecttothedistributionnetwork,theywillimpactsuchastheoperatingmode,thevoltagedistribution,relayprotection,andstabilityandsecurityofthegrid,andsoon.
ThispaperfirstlyanalyzesthedifferenttypesofDGs,includingtheircharacteristicsandinfluencetogrid.ThenthepaperfocusesonthestudyofthemathematicalmodelthatsingleDGconnectstodifferentlocationofthegrid.Throughtheexamplescontrast,thepapercomparesthedifferenteffectsofthecurrentprotectionwiththeDG’sdifferentoutputcapacityandaccesslocation,andgettheallowedpositionandcapacityofDGunderthenoimpactionoftheprotectionselectivityandsensitivity.
Further,thepaperdiscussestheinfluenceofthefaultcurrentthatleastoneoftwoDGconnecttoupper,downstreamoradjacentsidethefault,andestablishesthemathematicalmodelundervariousconditions.Thenexamplesareusedtocomparetheinfluencesoffaultcurrent,aswellastwoDGs’effecttothelinecurrentrespectively.ThenthemathematicalmodelthattheadmittancecapacityoftheDGsconnecttogridisbuiltupundercombinedlimitedconditions.
Finally,basedonphotovoltaiccellsasatangiblemodel,thispaperappliesMatlabtobuiltphotovoltaicbatterysimulationmodelthatconnectsto10kVgrid,andverifiesthecorrectnessandrationalityofeachsimulationmodel.WhensingleormultipleDGsconnectto10kVgrid,becauseofthedifferentpositionofthefailure,theywillchangethepowertrend,anddifferentlines’short-circuitcurrent,aswillassupportsystemnodes’voltage.Thepapermakesuseofexperimenttocomparetheseeffects,andthesimulationresultsvalidatetheformeranalysisthatDGswilleffectgrid’srelayprotecteffection,andthesystemsimulationmodelisalsovalidatedcorrectly.
Keywords:
Distributionnetwork;
Distributedgeneration;
Relayprotection;
Powerflow;
Photovoltaiccell;
Outputpower
前言
分布式发电（DG-distributedgeneration）是一种新兴的电力电源技术。
分布式电源是指直接布置在配网或分布在负荷附近的功率为数千瓦至50MW小型模块式的、与环境兼容的独立电源[1]。
DG包括功率较小的内燃机、微型燃气轮机、燃料电池、光伏电池和风力发电等[2]。
分布式电源具有调峰、再生能源的利用、节省输变电投资、降低网损、提高供电可靠性等效益[3]。
因此在我国城镇中、低压配电网中获得了飞速的发展和越来越多的应用。
而目前我国的中、低压配电网主要是单侧电源、辐射型供电网络,分布式发电接入配电网后,辐射式的网络将变为一种遍布电源和用户互联的网络,潮流也不再单向地从变电站母线流向各负荷.配电网的根本性变化使得电网中电流保护定值和机理发生了深刻变化[4]。
为了提高配电网的供电可靠性和供电质量,本文通过公式推导、图形对比,分析DG在不同位置对各电流保护及其动作行为的影响。
1分布式发电的概念
美国1978年在公共事业管理政策中称“为满足特定用户需要或支持现有配电网的经济运行,以分散形式布置在用户附近,发电功率为几千瓦到五十兆瓦的小型模块式且环境兼容的独立电源”为分布式发电。
这是分布式发电的一般定义。
从广义上讲,分布式发电也可以指安装在用户附近的发电设施而不论这种发电形式规模的大小和一次能源的类型。
曾经在不同的国家对分布式发电有过不同的叫法,例如,在英国,习惯叫“嵌入式发电”；
在欧洲和亚洲部分国家习惯叫做“非集中式发电”；
在北美习惯叫做“分散式发电”[5-8]。
分布式发电根据不同的标准可以分为不同的类型,根据容量的大小分布式发电可以分为小型分布式发电（小于100千瓦）、中型分布式发电（100千瓦到1兆瓦之间）、大型分布式发电（大于1兆瓦）三类[9-12]；
根据是否为可再生能源发电分为利用可再生能源的分布式发电和不利用可再生能源的分布式发电。
利用可再生能源的分布式发电主要包括风力发电、太阳能发电、地热能发电、生物质能发电、小型水电和潮汐发电等。
这类发电类型在分布式发电资源中占有的比重较高,但是它显著的缺点是这类发电一般都是间歇性资源,其出力受自然条件和地域环境的限制,地域依赖性很强,一般通过通过逆变器接入配电网络中,随着它们的装机容量在配电网系统的比重越来越大,对继电保护的影响将越来越显著。
不利用可再生能源的分布式发电主要有往复式发电机、微型燃气机、热电联产和燃料电池等,这类发电在分布式发电资源中所占的比重较轻；
根据并网接口方式可以分为电力电子逆变器接口和常规旋转电机接口两中类型,其中电力电子逆变器接口的分布式发电存在体积小、比重小、变换效率高、可靠性较高和电性能好等方面的优点[13-17]。
2配电网络继电保护原理
2.1继电保护的基本要求
配电网络在安全运行过程中会遇到各种各样的故障和不正常运行状态，一方面在故障情况下，系统的故障电流会很大，会危害故障设备和非故障设备,影响用户的正常工作,如果不及时发现故障并且切除故障线路和设备,会使事故进一步扩大,甚至导致系统震荡、电压崩溃等严重后果。
另一方面,系统在各种各样不正常的状态,即电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏,但没有发生故障运行状态。
例如系统频率过高或者过低、过电压、过负荷、系统震荡等,如果不及时采取措施排除产生这类状态的原因,也会影响配电网络的安全稳定运行。
所以配电网络需要配备继电保护技术和继电保护装置。
继电保护技术是一个完整的体系,它主要包括电力系统故障分析、各种继电保护原理以及实现方法、继电保护的设计、继电保护运行及维护等技术。
继电保护装置是完成继电保护功能的核心[18-21]。
继电保护装置就是能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态,并动作于断路器跳闸或者发出信号的一种自动装置。
在这些保护和自动控制装置中,用于保护电气元件的称为继电保护装置,用于保护电路系统的称为安全自动装置,在实际工作中,我们将两者统称为继电保护装置。
继电保护就是用继电保护技术和由各种继电保护装置构成的继电保护系统。
对于继电保护的性能的好坏,主要从它的基本要求来看。
对于电力系统继电保护要求主要从反应故障状态的保护要求来阐述,因为反应不正常状态的保护要求一般低于反应故障状态的保护要求。
对于反应电力系统故障而作用于断路器跳闸的继电保护,电力系统对其基本要求为具有选择性、速动性、灵敏性和可靠性[22-24]。
（l）选择性
选择性是指继电保护动作时,仅将故障元件或线路从电力系统中切除,使系统无故障部分继续运行，即故障点在区内是就动作,在区外是就不动作,使故障时停电面积最小。
（2）速动性
速动性是指继电保护以允许而又可能的最快速度动作于跳闸,断开故障元件或线路。
保证速动性能带来几个方面的好处:
1.提高系统的稳定性,防止系统的震荡；
2.减少用户在低电压下的动作时间；
3.减少故障元件的损坏程度,避免故障进一步扩大。
但是速动性与选择性存在矛盾点,太快的话有可能失去选择性,所以一般对速动性有相应的规定,一般的快速保护动作时间为0.06一0.12s,最快可达0.01一0.04s。
总之,一般在保证保护选择性的前提下来满足速动性。
（3）灵敏性
继电保护的灵敏性一般指在最不利的条件下,保护装置对故障的反应能力。
对灵敏性一般用定量的方式来衡量,其中包括过量保护和欠量保护,对于反应于数值上升而动作的过量保护（如电流保护）为:
（2-1）
对于反应于数值下降而动作的欠量保护（如低电压保护）为:
（2-2）
在不同的保护有其不同的灵敏系数,不过其值一般都大于1,灵敏系数越高,表明保护性能越好。
（4）可靠性
继电保护的可靠性是指保护在应动作时,不拒动；
保护在不应动作时,不误动。
可靠性是电力系统继电保护最基本的性能要求,只有在满足可靠性的前提下,保护的选择性、速动性及灵敏性才有实际意义。
影响保护可靠性的因素存在内因和外因两个方面,内因包括装置本身的质量,外因包括运行维护水平和安装调试是否正确。
以上四个基本有时候会相互矛盾,但总体上是相辅相成,协调统一的,总体上,一般以选择性为出发点,以满足选择性的前提下尽量缩短动作时间,尽量满足其速动性,以灵敏性来校验保护性能的优劣,可靠性则是保护的最基本、最重要的要求。
2.2配电网保护基本原理
电力系统继电保护的基本原理就是找出正常运行与故障时系统中电气量或非电气量的变化特征（差别）,用一种原理来识别这些变化特征,且差别越明显,保护性能越好。
我国目前的配电网系统大多数是单侧电源、辐射型配电网络,一般配置有传统的三段式电流保护,即:
瞬时电流速断保护（电流I段）、限时电流速断保护（电流
段）和定时限过电流保护（电流
段）,这三段保护相互配合,构成了主保护与后备保护,能够反映线路各种故障。
配电网存在中性点直接接地时,应装设零序电流保护作为接地保护；
其中性的采用非直接接地时,一般装设动作于信号的单相接地保护；
对于其单侧电源的终端线路,一般采用反时限过电流保护,一般情况下,配电线路对配电网运行的安全稳定性的影响不大,允许限时切除故障,所以配电线一般采用简单的电流保护或者距离保护为主保护；
对于非终端线路,馈线保护一般采用三段式电流保护与其他保护相配合；
对非全电缆线路,还相应配置了三相一次自动重合闸装置,保证在馈线发生瞬时性故障时,快速恢复供电,提高系统供电的可靠性,然而,由于电缆线路的故障大多数是永久性故障,所以自动重合闸装置对电缆线路不适应[25]。
（l）电流速断保护
所谓电流速断保护是指仅反应电流增大而能瞬时动作切除故障的保护,也称为无时限电流速断保护（电流
段）。
其基本原理如图2-1：
图2-1电流速断动作特性分析
以保护2为例,当本线路末端凡点短路时,希望速断保护2能够瞬时动作切除故障,当相邻线路的始端（习惯上称出口处）凡点短路时,根据选择性的要求,保护2电流速断应该不动作,由保护1的电流速断来切除该处的故障。
为保证动作的选择性,必须从保护装置启动参数的整定上保证下一条线路出口处短路时不启动,所以一般情况下,电流速断保护只保护线路的一部分。
根据这样的要求,其动作电流的整定原则为:
保护装置的启动电流应按躲开下一条线路出口处通过保护的最大短路电流（最大运行方式下的三相短路电流）来整定。
即：
（2-3）
其中可靠系数。
当然它的动作时限为零,其灵敏性用保护的范围大了衡量。
一般情况下电流速断保护应安最小运行方式下两相短路电流来校验,其最大的保护范围应大于50%的线路全长,最小保护范围应大于15%的线路全长。
（2）限时电流速断保护
限时电流速断保护是指能以较小的时限快速切除全线路范围以内的故障的保护（电流
其要求要在任何情况下都能保护本线路的全长,切能快速切除故障,兼作电流速断保护的后备保护。
其工作原理是:
保护范围必然要延伸到下一条线路中去,当下一条线路出口处发生短路时,保护启动；
为了保证其动作的选择性,保护就必须带有一定的时限,但是为了尽量缩短时限,其要求保护范围不超出下一条线路速断保护的范围（如果超过了这个范围,将出现与下一条线路的保护电流
段失去选择性的情况）。
其动作电流的整定原则为:
保护装置的启动电流应按照躲过下一条线路电流速断保护范围末端发生短路时最大短路电流（或躲过下一条线路电流速断保护的整定值）来整定，即:
（2-4）
其中可靠系数为。
限时速断的动作时限应选择得比下一条线路电流速断保护的动作时限高出一个时间阶段。
即:
（2-5）
其中的大小与断路器跳闸时间、时间继电器动作时间的误差、延时的惯性时间等有关,一般取0.55。
为了保护线路全长,其灵敏系数一般采用最小运行方式下发生两相短路时短路电流来计算。
（2-6）
（3）定时限过电流保护
定时限过电流保护是指其起动电流按照躲过最大负荷电流来整定的一种保护装置（电流
其作用主要是作为本线路主保护的近后备以及下一线路保护的远后备。
其工作原理为:
正常时不应该
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