论文总字数：34545字

摘 要

随着经济的发展，社会对电力依赖的加强，电网规模的不断扩大，超大规模电力系统的弊端也日益显现，难以适应用户越来越高的安全、可靠性以及多样化的供电需求。所以，必须研究新方法、新理论保障微电网的安全和稳定运行。

本文首先对微电网的概念，组成，并网方式以及目前研究和发展现状进行了梳理和归纳。通过美国电力可靠性技术解决方案协会(CERTS)提出的微电网结构，进行了理论分析。针对微电网并网后对对配电网电流保护以及对重合闸的影响进行了研究，最后分析了国内外微电网继电保护的研究方案，提出了微电网继电保护的方案。为未来微电网继电保护研究工作提供一些参考。

关键词：分布式发电 配电网 微电网 继电保护 故障特性

Research on Micro-Grid Relay Protection

ABSTRACT

With economic development, social power-dependent enhancement, the constant expansion of the grid, the drawbacks of ultra-large-scale power systems become more and more difficult to adapt to users increased security, reliability and diversified demand for electricity supply. Therefore, we must study the new methods, new theory safeguard the security and stability of the micro-grid operation.

Firstly, the concept of micro-grid, and the nets and the current research and development status of combing and induction.By the the microgrid structure proposed by the Electric Reliability solution Association (CERTS), a theoretical analysis. For micro-grid and grid with grid-current protection and reclosing of the study, the last of the research program of the micro-relay protection at home and abroad, micro-grid protection program. Provide some reference for future micro-grid relay work.

Keywords: Distributed generation Distribution network Microgrid Relay protection Failure characteristics

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

目 录 III

第一章 绪论 1

1.1研究的背景及意义 1

1.2课题的研究现状 2

1.2.1国外微电网研究现状 2

1.2.2我国微电网发展状况及前景 5

1.3本研究课题的主要工作 10

第二章 微电网简介 11

2.1分布式发电的概念 11

2.2微电网的概念 12

2.1.1微电网的概述 12

2.2.2微电网的组成 12

2.2.3各国对微电网的定义 12

2.3微电网的结构 14

2.4微电网的运行方式 15

2.4.1并网运行方式 15

2.4.2孤岛运行方式 15

2.5我国微电网技术特点 16

2.6微电网相关问题及技术措施 16

2.6.1电能质量相关问题 17

2.6.2微电网的控制 18

第三章 微电网故障特性分析 21

3.1微电网并网对继电保护的影响 21

3.1.1 对配电网电流保护的影响 21

3.1.2 对重合闸的影响 22

3.2微电网故障特性分析 22

3.2.1微电网并网运行故障特性分析 22

3.2.2微电网孤岛运行时故障特征分析 23

第四章 微电网继电保护方案 24

4.1微电网继电保护的研究情况概述 24

4.2传统配电网保护 24

4.2.1无时限电流速断保护 24

4.2.2限时限电流速断保护 25

4.2.3过电流保护 26

4.3微电网系统级保护 27

4.4微电网单元级保护 27

4.4.1基于对称分量的保护方法 28

4.4.2DG出口电压abc-dq0变换法 36

4.4.3谐波畸变法 37

第五章 总结与展望 38

5.1总结 38

5.2展望 38

参考文献 40

致 谢 42

第一章 绪论

1.1研究的背景及意义

近年，我们的世界出现了很多严重的问题，如生态平衡、全球变暖、能源短缺等，30年前爆发了一场浩大的能源危机，继而几乎所有相关的科学家们都开始重视世界能源这一问题。自此人类一起寻求的目标便是协调经济、能源和环境的共同发展，对于中国来说，发展经济首要目的之一就是促进能源进步和满足能源需求，在我们为加快中国繁荣昌盛的步伐中，如何做好满足能源需求将发挥越来越重要的作用。通过观察全世界能源进步的走向，我国也必须谨慎考虑应如何且怎样促进能源发展。

社会在进步，经济同时在发展，电力用户的要求也在提高，尤其是对电能质量及供电安全性的要求，也因此加强了社会对电力的依靠，加大了电网系统的领域，但同时也逐渐暴露出超大规模电力系统高成本，难运行，不足以满足用户越来越多的需求的缺陷。由于世界范围内陆续出现的几次大规模停电事件之后，传统大规模电力系统的羸弱性就开始显现出来了。比如08年我国南方雪灾严重影响了南方的电网，人们不得不意识到：我们不能仅仅单一扩大电网范围，建造超高压输电网，而要学会新能源的运用以及用可再生能源在负荷处近距离供应电力，降低负荷过度依靠大电网的现象，这些都能保障到供电的可靠性与安全性。传统式集中发电收到了严重约束，难以在可接受的代价内符合敏感电力负荷的需要。目前，世界能源动力界重视的焦点变为以光伏电池、风力发电及微型燃气轮机等为主的分布式发电（Distributed Generation，DG）技术的进步。但是众多专业人员认为毫无限制地引入分布式发电电源会给供电网产生许多问题。从而，人们提出了微电网的定义，期望凭借将某个地域的分布式电源与其所在的负荷构成一个小型电网，同时运用高效的控制理论和保护办法，处理分布式发电并网产生的问题。

微电网已成为一些发达国家解决电力系统众多问题的一个重要辅助手段，所以分布式发电是21世纪电力行业发展的重要方向。随着电网中分布式发电系统数量的日益增多，尤其是基于可再生能源的并网发电装置在分布式发电系统中应用的日益广泛，随着世界科技的不断进步，当今电网的负荷越来越沉重，很多弊端

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