智能配電網(wǎng)的電網(wǎng)分區(qū)及孤島辨識(shí)研究.pdf

1、近年來分布式發(fā)電技術(shù)(Distribution Generation: DG)得到了快速的發(fā)展，為提高分布式電源運(yùn)行的安全性和可靠性，一般都將其并入電網(wǎng)運(yùn)行。隨著DG的并網(wǎng)運(yùn)行，會(huì)使配電系統(tǒng)的短路電流的大小、流向和分布發(fā)生較大變化，導(dǎo)致原有饋線保護(hù)出現(xiàn)靈敏度降低、拒動(dòng)、誤動(dòng)等問題，這給配電系統(tǒng)的繼電保護(hù)提出了新的挑戰(zhàn)。因此開展面向智能配電網(wǎng)的繼電保護(hù)問題研究，在分析智能配電網(wǎng)對(duì)繼電保護(hù)功能要求的基礎(chǔ)上，研究相應(yīng)的保護(hù)原理，提出相應(yīng)的保護(hù)

2、算法是十分必要的，對(duì)于智能配電網(wǎng)的發(fā)展有著重要的意義。
　　 分布式電源接入配電系統(tǒng)后，使傳統(tǒng)的單電源輻射網(wǎng)絡(luò)變成了一個(gè)多源網(wǎng)絡(luò)。正常運(yùn)行時(shí)，網(wǎng)絡(luò)中的潮流分布及系統(tǒng)故障時(shí)短路電流的大小、流向和分布，均會(huì)發(fā)生變化。傳統(tǒng)配電系統(tǒng)中保護(hù)設(shè)備之間建立起來的配合關(guān)系被打破，配電網(wǎng)中的自動(dòng)重合閘的動(dòng)作行為以及相應(yīng)的包含DG的智能配電網(wǎng)的孤島檢測方法都將會(huì)受到較大的影響。盡管目前也提出了一些針對(duì)DG并網(wǎng)運(yùn)行的自適應(yīng)重合閘和孤島檢測方案，但是很

3、多方案不夠完善，具有一定的局限性，不適用于高滲透率的DG并網(wǎng)的智能配電網(wǎng)的保護(hù)要求。
　　 本文在總結(jié)和借鑒前人研究工作的基礎(chǔ)上，面向智能配電網(wǎng)，提出了一種“主從式”變電站級(jí)縱聯(lián)保護(hù)方案。該方案以包含DG在內(nèi)的變電站及所有饋出線為保護(hù)區(qū)域，在變電站中設(shè)置一個(gè)站級(jí)保護(hù)主機(jī)，在具有切斷短路電流能力的開關(guān)處均安裝保護(hù)從機(jī)，從機(jī)借助光纖通信通道與主機(jī)實(shí)現(xiàn)快速可靠的信息交互。在配網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)從機(jī)基于本地電氣量信息計(jì)算安裝點(diǎn)處的故

4、障方向，保護(hù)主機(jī)依靠通信系統(tǒng)完成對(duì)故障方向信息的收集，并通過故障檢測與隔離算法對(duì)所收集的信息進(jìn)行運(yùn)算處理，判斷出故障區(qū)段和需要跳開的開關(guān)信息，向?qū)?yīng)的保護(hù)從機(jī)下發(fā)跳閘指令，最終完成故障的隔離。
　　 在智能配電網(wǎng)中，由于大量分布式電源(DG)或微網(wǎng)(MG)的接入，對(duì)配電網(wǎng)中的自動(dòng)重合閘提出了新的挑戰(zhàn)。智能配電網(wǎng)發(fā)生故障后，為盡快使瞬時(shí)性故障電弧消失，提高自動(dòng)重合閘成功率，減小重合于故障對(duì)負(fù)荷的影響，應(yīng)將故障區(qū)域內(nèi)所有的主干線開關(guān)

5、、DG或MG的并網(wǎng)開關(guān)、負(fù)荷分支開關(guān)跳開，然后根據(jù)預(yù)定的自動(dòng)重合閘策略對(duì)跳開的開關(guān)進(jìn)行順序重合。本文提出的適用于智能配電網(wǎng)自動(dòng)重合閘的開關(guān)分類方法，故障發(fā)生后由繼電保護(hù)系統(tǒng)完成故障的檢測和隔離，由位于各開關(guān)處的智能終端采集開關(guān)位置狀態(tài)信息，上傳至位于變電站監(jiān)控室內(nèi)的控制主機(jī)，形成開關(guān)跳閘信息向量。控制主機(jī)根據(jù)當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，生成開關(guān)類型及關(guān)聯(lián)矩陣，對(duì)配電系統(tǒng)中的各個(gè)開關(guān)進(jìn)行了標(biāo)記，通過對(duì)矩陣進(jìn)行計(jì)算，完成對(duì)待重合開關(guān)的自動(dòng)分類，并將

6、分類結(jié)果和重合策略下發(fā)至智能終端，以實(shí)現(xiàn)預(yù)定的自動(dòng)重合閘策略。
　　 配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)眾多，各種DG投退頻繁，導(dǎo)致智能配電網(wǎng)的運(yùn)行方式靈活多變，尤其當(dāng)電網(wǎng)中的某些開關(guān)斷開時(shí)，會(huì)將電網(wǎng)分為若干性質(zhì)各異、相互獨(dú)立的子網(wǎng)，如果子網(wǎng)中的負(fù)荷由DG或微網(wǎng)供電，那么該子網(wǎng)就以孤島的方式運(yùn)行。孤島的出現(xiàn)一方面對(duì)智能配電網(wǎng)的調(diào)度、自動(dòng)化系統(tǒng)、繼電保護(hù)系統(tǒng)和自動(dòng)重合閘等帶來較大影響，另一方面孤島自身運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性也存在諸多問題。本文提出了基于可達(dá)