论文总字数：26001字

摘 要

配电网中接入光伏电源，可减少损耗。并网运行具有高效率、低成本、化学储能单元少的优点，这使得光伏发电技术被广泛应用。近年来，由于国家颁布了分布式光伏发电补贴政策，多数电力用户将空地、屋顶用于兴建分布式光伏电源，将光伏电源经过母线跟电网相接，从而实现自己发电自己用、剩余电量馈至电网。

随着光伏电源在电网中利用率的日益提高，配电网由单电元辐射型结构变为多端型结构。这种转变导致配电网原本的电流保护、自动重合闸不能正确动作，同时打破了传统的保护之间的配合关系，保护的性能也不能达到要求。

本文介绍了光伏电源的分类、工作原理，配电网特点、现状及保护装置。通过一系列典型案例分析了光伏电源并网产生的影响。光伏电源并入电网，可能导致线路保拒绝动作或错误动作，从而使得线路保护的动作灵敏度下降；对于原本的自动重合闸来说，将会导致非同期合闸和发生故障的那一点电弧重新燃烧；此外，光伏电源也破坏了重合器、分断器、熔断器两两之间的相互配合，这个破坏使得配网的自动化性能下降。

基于第三章的影响研究和对相关文献的参考，本文提出主从式区域纵联保护方案，以“一主多从”的方式实现信息交互，根据故障信息来实行相关跳闸指令。主从式区域纵联保护方案有两个显著缺点，一是保护时间长，二是双回线路故障时采用此方案可能扩大故障区域。

本文还提出了含光伏电源的自适应保护方案，用自适应电流速断保护充当线路的主保，用过电流保护充当线路的后备保护；同时，为了避免潮流方向的影响，保证保护动作的选择性，在有双侧电源的线路两端装设带方向的保护装置，通过matlab仿真论证了该方案的可行性。

关键词：光伏电源；配电网；区域纵联保护；功率方向；自适应

Study On The Protection of Distribution Network Including Photovoltaic Power

Abstract

Using photovoltaic power in parallel in the distribution network can effectively reduce distribution network losses, while the terminal voltage is improved. And thiskind of operation has the advantages of high efficiency, low cost,less chemical energy storage unit, which makes photovoltaic technology is widely used. In recent years, since the state promulgated the distributed PV subsidy policy, most power users build distributed photovoltaic power in space and roof, and connect pv power to distuibution network by bus, in order to achieve self-occupied, and the remainning electticity back to the grid.

With the continuous improvement of the photovoltaic power in the power system of permeability, the structure of distribution network changes from the traditional single element radiation type to the multi terminal network. This change lead to the original current protection and automatic brake can not act correctly, while breaking the traditional coordination between the protection.At the same time, the performance of the protection can not meet the requirements.

This paper introduces the classification and working principle of photovoltaic power supply, the operating characteristics, the status quo of distribution network and the device of distribution network protection. Through a series of typical cases, the influence of the PV system to the distribution network is analyzed.Photovoltaic power incorporated into the distribution network may lead to line protection tripping or malfunction, resulting in a decline in the sensitivity of the protection; For the original automatic reclosing, resulting in non synchronization and fault arc reignition;In addition, photovoltaic power also destroyed the cooperation between recloser, breaking device, fuse , so the performance of distribution network automation is declined.

Based on the impact of photovoltaic power of distribution network and the literature research, this paper presents master-slave regional longitudinal joint protection scheme.By the way of “ one master with more than one slave”,this scheme can realize information interaction, and then according to the fault information to carry out related trip command.Master-slave regional pilot protection scheme has two significant drawbacks: First, protection works for a long time, and second, using this scheme in double-circuit line may expand fault area.

This paper also proposes adaptive protection scheme containing photovoltaic power.It adapts current protection to be main protection while backup protection using overcurrent protection.At the same time, in order to avoid the influence of the trend direction and ensure selective protection operation,it installs directional protection in lines equipped with double-side power.Lastly,matlab simulation is used to demonstrate the feasibility of the scheme.

Keywords：photovoltaic power; current protection; automatic reclosing; distribution automation; regional pilot protection; power direction

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 选题背景与意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.2.1分布式电源对继电保护的影响 1

1.2.2 含光伏电源的配电网保护研究成果 2

1.3 本文主要工作 2

第二章 光伏发电与配电网继电保护 4

2.1 光伏发电系统 4

2.1.1光伏发电系统的分类 4

2.1.2 光伏发电的原理 4

2.1.3 光伏发电的应用领域 5

2.2 配电网的运行特点和现状 5

第三章 光伏电源对电力系统继电保护的影响 6

3.1 光伏电源对电流保护的影响 6

3.1.1 本线路保护灵敏度低 7

3.1.2 本线路保护误动 8

3.1.3相邻线路瞬时速度保护误动 8

3.1.4保护失去选择性 9

3.2 光伏电源对自动重合闸的影响 9

3.2.1非同期合闸 9

3.2.2故障点电弧重燃 10

3.3 光伏电源对配网自动化的影响 11

3.3.1 对重合器与分断器配合保护的影响 11

3.3.2 对重合器与熔断器配合保护的影响 12

3.3.3 对基于FTU的配网自动化保护的影响 14

第四章 主从式区域纵联保护 16

4.1区域纵联保护原理 16

4.2 区域纵联保护工作流程 17

4.3 故障定位算法 19

4.4 区域纵联保护可行性分析 21

第五章 含光伏电源的配电网自适应保护方案 23

5.1含PV的配电系统故障特性分析 23

5.2 已有自适应电流速断保护原理及存在的问题 24

5.3 含PV配电系统的自适应电流速断保护 26

5.4 仿真验证 30

第六章 总结与展望 36

6.1 总结 36

6.2 展望 36

参考文献 38

致 谢 40

第一章 绪论

1.1 选题背景与意义

当今世界，社会经济的发展势头迅猛，电力行业在这种经济势头下不断像更好的方向发展。为迎合这种趋势，人类正在逐步提高对能源、用电安全的要求。但目前电力工业的发展方向主要趋向大电网和大机组，这导致电网系统不稳定，供电可靠性日益下降。化石能源遭到破坏，环境污染越发严重，必须要研究利用清洁可再生能源发电来保护地球的生态平衡。

光伏发电是当今社会的一种新型风靡的发电形式，极大程度上满足了人类对环境保护的需求。光伏发电无中间过程，简单，不需要燃料，也不会产生污染，最有前景的发电技术之一。光伏电源并入配电网，可以减少化学储能单元，降低成本、提高效率。然而大量的光伏发电并网改变了网络结构，配电网中的潮流分布也被改变，配电网受到了多方面的影响。

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