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含移动储能单元的微电网继电保护方案的研究

作　者: 赵枭枭
导　师: 夏明超
学　校: 北京交通大学
专　业: 电气工程
关键词: 配电网充电站微电网分布式电源电动汽车充电机并网运行孤岛运行
分类号: U469.72
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本文通过研究CERTS微电网模型以及电动汽车充电站的发展现状,分析了把电动汽车作为移动储能单元的充电站微电网的结构和特征。通过分析充电站微电网的基本网架和充电站微电网的基本特征,根据大电网电压等级的思想提出了多级微电网的概念,并且提出了利用制定最小充电站微电网保护方案的思想制定上级微电网保护方案的设想。利用PSCAD/EMTDC电力系统仿真软件搭建了充电站微电网仿真模型,根据微电网实际运行参数和仿真模型给出了初步的继电保护方案。在研究充电站微电网内部保护方案时,首先分析了充电站微电网的并网运行模式和孤岛运行模式的差别,然后对两种运行方式分别制定保护方案。无论是充电站微电网处在并网运行模式还是孤岛运行模式我们都把微电网网络分成若干个保护区域,根据保护区域之间运行特征的差别分别制定保护方案,然后利用微电网仿真模型进行仿真验证每个区域保护方案的正确性和可行性。在研究充电站微电网保护方案时,本文还系统的分析了充电站微电网的接入配电网后,对配电网内部馈线的保护和自动重合闸的影响,针对这些影响提出了相应的解决方案。微电网并网运行时,给出了公共连接点所在线路的保护方案,交流母线的保护方案,含有微电源和含蓄电池和移动储能单元的低压线路的保护方案,负载所在低压线路的保护方案,对于与微电源连接的低压线路出现故障微电源内部的保护电路的应对方案。微电网孤岛运行时,本文根据其运行特征和实际的短路容量给出了相应的保护方案,由于微电网与配电网断开连接,故不用考虑公共连接点所在线路的保护方案。交流母线的保护方案与并网运行时相同,根据实际的短路容量制定了含有微电源和含蓄电池和移动储能单元的低压线路的保护方案,根据孤岛运行实际负载情况制定了负载所在低压线路的保护方案,对于与微电源连接的低压线路出现故障给出了微电源内部的保护电路的应对方案。最后利用充电站微电网仿真模型进行仿真实验来验证保护方案的正确性和可行性。

全文目录

致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-10
1 引言  10-15
  1.1 课题的研究背景和意义  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-13
    1.2.1 美国对微电网的定义  12
    1.2.2 欧洲对微电网的定义  12
    1.2.3 其余国家对微电网的定义  12
    1.2.4 我国对微电网的定义  12-13
    1.2.5 微电网在我国的发展前景  13
  1.3 本文所做的主要工作  13-14
  1.4 本章小结  14-15
2 微电网特征及其对配电网的影响  15-22
  2.1 微电源  15-20
    2.1.1 风力发电单元  15-16
    2.1.2 光伏发电单元  16-17
    2.1.3 传统的储能单元  17-19
    2.1.4 电动汽车充电站  19-20
  2.2 微电网的运行特性及其与配电网的相互作用  20-21
  2.3 本章小结  21-22
3 微电网建模  22-29
  3.1 CERTS微电网模型  22-23
  3.2 微电网模型的分析  23-26
    3.2.1 只有一条直流母线的最小微电网  23-24
    3.2.2 只有一条交流母线的最小微电网  24-25
    3.2.3 环形微电网结构  25-26
  3.3 运用PSCAD/EMTDC搭建微电网模型  26-28
  3.4 本章小结  28-29
4 微电网并网运行模式下的保护方案  29-68
  4.1 微电网并网运行对配电网继电保护的影响  29-32
    4.1.1 微电网的接入对馈线本线路保护的影响  29-31
    4.1.2 微电网的接入对相邻线路保护的影响  31-32
  4.2 微电网并网运行时内部保护方案  32-67
    4.2.1 母线保护  33-42
    4.2.2 配电网与微电网连接线路保护方案  42-43
    4.2.3 低压线路上的保护  43-66
    4.2.4 微电源内部的保护  66-67
  4.3 本章小结  67-68
5 微电网孤岛运行模式下的保护方案  68-76
  5.1 计划孤岛模式下保护方案  69-75
    5.1.1 计划孤岛运行模式下的母线保护  69-71
    5.1.2 计划孤岛运行模式下的低压线路保护  71-74
    5.1.3 计划孤岛运行模式下的微电源保护  74-75
  5.2 非计划孤岛运行保护方案  75
  5.3 本章小结  75-76
6 结论  76-78
参考文献  78-81
作者简历  81-83
学位论文数据集  83

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