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分布式发电(Distributed Generation,DG)作为新能源利用的典范,有着很好的发展前景。然而,分布式电源接入到配电网系统后,配电网由原先的单电源辐射状结构变成多电源结构,导致传统的保护装置之间彼此无法配合。前人的研究表明,在这种情况下,单靠本地的电气量实现保护的正确动作,难度较大。因此,本文在对DG的接入对现有配电网保护的各种影响,包括保护的选择性、灵敏度、重合闸方面以及DG的接入位置等方面具体分析的基础上,提出了一种利用多点电气信息的综合智能保护控制模式。由于需要多点数据信息的实时交互,通信网络成为了影响保护的重要因素,采用最新的IEC61850标准是使得保护系统内IED之间实现可靠通信和快速互动,使其具有强大的通信能力和协同操作能力,提高保护系统可靠性的有效方案。
本文针对分布式发电条件下配电网综合智能保护系统内IED的研究有两个重点:一是IED实现其功能必须具备的保护算法,二是IED实现数据信息交互的通信结构。
保护算法方面,由于经济方面的因素,不可能在配电网中大量安装PT元件以实现方向保护。本文设计的基于搜索树结构的综合电流馈线故障定位新算法充分考虑剑实际工程中的需要,仅利用各类电流量作为保护判据,首先进行基于DG渗透条件下配电网结构的搜索树故障通道判断搜索,之后利用搜索得剑的与故障呈强相关状态的节点构建故障信息矩阵,利用基尔霍夫定律及相位比较原理执行相应的矩阵算法,进行故障段的准确定位。该算法对网络初始结构及DG投切的变化具有一定的适应性;同时采用序电流加权和的综合电流量作为故障电流判据,提高了算法的灵敏度。
通信结构方面,由于IEC61850标准具有无缝连接的特点,可以实现各IED之间的数据信息的可靠通信。本文在结合具体的保护分层结构的基础上,详细分析了该标准的各类相关通信信息模型及服务模型,给出了保护单元IED的硬件设备以及逻辑设备功能模块。并对IED进行了符合该标准要求的数据建模以及基于配置文件的配置工作。
分布式发电系统只有在有了可靠继电保护的情况下,才能将优势充分体现。采用本文设计算法以及基于IEC61850标准的保护IED,可以提高系统的安全性,使其稳定、高效的运行。