含新能源接入的配电网继电保护分析与仿真开题报告

1. 研究目的与意义

本课题主要任务是含新能源接入的配电网继电保护分析与仿真。具体的内容包括：结对含新能源的配电网进行故障分析与传统继电保护的整定计算；对照配电网防御体系要求，进行含新能源接入的配电网的继电保护技术方案分析；制定新的保护配置与整定方案，并利用PSACAD软件进行相应的仿真研究，得出相应结论。在设计过程中，按进度要求完成各阶段任务，做好记录，写好毕业设计论文。

因此，针对上述问题，本次毕业设计通过对配电系统进行故障分析、继电保护配置与整定计算、解决目前配电系统存在的故障切除时间较长、继电保护整定难以配合的问题。通过对配电系统的研究，对含分布式新能源接入的配电网的继电保护的原理及整定方法进行分析与改进，可有效避免分布式新能源对配电网运行安全的影响，保障配电网供电可靠性。本课题的研究有助于熟悉电力系统继电保护相关工作流程，掌握综合计算与分析的基本要领，解决电力系统实际工程问题。

2. 课题关键问题和重难点

关键问题：

（1）对含新能源的配电网进行故障分析与传统继电保护的整定计算问题

新能源的配电网结构较特殊，故障分析、整定计算较为复杂，通过阅读相关资料、书籍理解保护原理，正确计算整定电流值。

3. 国内外研究现状（文献综述）

在分布式新能源接入配电网中比较常见的保护是三段式电流保护，保护动作主要是由突然增大的电流而触发的电流保护，由于分布式新能源的接入，改变了配电网的故障性。分布式新能源接入配电网，在发生故障时相当于引入了额外的故障电流和潜在的双向故障电流，分布式新能源具有分流的作用，通过保护装置的电能有可能变大，也有可能变小，可以改变保护装置的范围，对继电保护带来一定的影响。配电网主要是依靠单端电源供电，所以继电网没有相关的方向元件。在接入分布式新能源的节点上，当线路发生故障时有分布式新能源提供的电流流向系统故障方向，实际上就是保护装置下方有分布式新能源时，有保护电流通过故障，由于传统的电流保护缺乏方向元件，如果故障电流超过了额定的电流值，保护就会失去选择性。

配电网以辐射状结构为主，虽然近年来分布式电源dg或者微网mg接入配电网的数量在不断增加，但 dg 或mg的容量与配电网相比小很多，不改变配电网辐射状的整体结构，因此当前配电网仍广泛采用阶段式过流保护，存在以下主要问题：①配电网的主要任务是安全可靠供电，应以保护配电网设备、保障供电可靠性、避免人身触电伤害为保护配置和功能设置重点；②随着配电网结构的复杂化和运行方式的多样化，过流保护定值整定、配合的问题日益突出；③配电网保护仍以快速切除故障为主要任务，故障隔离、供电恢复等功能需要依靠配网自动化系统完成，整个过程所需时间较长；④配电线路大多只在出线处配置断路器和保护，故障发生后停电范围大，不仅影响供电可靠性，也给故障隔离和供电恢复带来较多困难。

分布式电源是区别于大规模、长距离的集中式发电而言的小型发电单元，发电形式多样，包括风电、太阳能发电、生物质发电、燃料电池和地热、潮汐能等等。分布式多为表示地理或能源方式的分散性。总结有关分布式电源的界定标准，具有下列基本特征装机规模小；直接面向用户；通常接入中低压配电网；发电类塑环保高效，大多数分布式能源是清洁能源。

4. 研究方案

本次毕业设计主要内容是对含新能源接入的配电系统进行故障分析及整定计算。结合江苏北部某地区配电网工程资料，先进行不含分布式电源配电网故障分析与传统保护整定，得出相应分析结论及整定计算结果，在此基础上，再进行新能源接入配电网继电保护方案的设计。最后，对分布式电源配电网的新型继电保护进行仿真，验收新型方案的正确性。具体步骤如下：

（1）前期调研，撰写开题报告

查阅文献资料不少于20篇，其中英文不少于两篇。主要内容为含分布式电源的配电网继电保护方案研究、配电网高可靠性继电保护配置与整定方案。学习并且总结新型保护方案，熟悉pscad软件。学习配电系统故障在线诊断方法。下载实际诊断案例。按要求撰写开题报告。

5. 工作计划

第1周 翻译相关文献并上传系统，查阅文献资料，了解国内外相关研究成果，完成开题报告初稿;第2周 修改开题报告，并上传系统;第3周 进行不含新能源配电网进行故障分析短路计算；第4周 进行传统保护配置整定计算;第5周 学习并总结新型保护原理;第6周 尝试对含有分布式电源配电网的继电保护进行改进设计;第7周 学习从原理层面或整定方法层面对现有保护进行改进；第8周 对现有保护进行改进，获得相应的改进方案或新的整定结果;第9周 对含有分布式电源配电网的新型继电保护进行仿真；第10周 通过软件仿真得出相应结论，验证新型方案的正确性;第11周 完成论文初稿并修改完善论文;第12周根据指导教师反馈意见形成论文终稿，进行资料整理，准备答辩。