摘 要

近年来，分布式电源由于其高效、可靠、经济、安全的原因，很多国家对分布式电源越来越重视，也将它投入到实际生产使用中。但分布式电源接入配电网之后，分布式电源的接入位置会决定其对故障电流起助增还是减小作用，其接入容量会影响配电网继电保护的整定值。本文首先分析了配电网的结构特点，然后详细讲解了配电网继电保护的原理和三段式电流保护的整定计算。接着在PSASP软件中搭建了含分布式电源的配电网，并验证了不接入分布式电源时配电网的可行性。然后将分布式电源引入配电网中，分析当故障发生在分布式电源的上游、下游和相邻馈线时，改变其容量，电网潮流变化及对继电保护的影响。

关键词：分布式电源；配电网；继电保护整定

Abstract

In recent years, because of its distributed power efficient, reliable, economic and security reasons, domestic and foreign has been more and more distributed power use in distribution network. However, distributed power will change distribution network the flow distribution. Thereby affecting the distribution network of relay protection. According to different distributed power’s access location, access capacity, the impact is not the same. This paper analyzes the structural characteristics of distribution network, then explain in detail the principles of the distribution network relay protection setting calculation and three-current protection. Then set up a distribution network containing distributed power in PSASP software, and verify the feasibility of the distribution network without access to distributed power. And then introduced distributed power into the distribution network, analysis of fault location in a different capacity and different distributed power, effect of distributed power distribution network trend, to analyze the impact of the distribution network relay protection.

Key Words：distributed power；distribution network；Relay Protection Setting

目 录

第1章 绪论 1

1.1 课题的背景及研究意义 1

1.2 分布式发电的应用与研究现状 2

1.2.1 DG的分类 2

1.2.2 国内外研究现状 2

1.3 DG接入配电网对继电保护影响研究现状 3

1.4 本文的主要工作 4

第2章 配电网的继电保护 5

2.1 配电网的结构特点 5

2.2 继电保护的基本概念和要求 5

2.3 配电网继电保护原理 6

2.4 三段式电流保护的整定计算 6

2.4.1 电流速断保护 6

2.4.2 限时电流速断保护 7

2.4.3 定时限过电流保护 8

2.5 配电网中的自动重合闸 9

2.6 本章小结 10

第3章 在PSASP中搭建配电网 11

3.1 PSASP简介 11

3.2 在PSASP中搭建配电网 12

3.2.1 系统电源参数 12

3.2.2 线路参数 12

3.2.3 负荷参数 13

3.3 算例模型可行性验证 13

3.4 本章小结 14

第4章 DG对配电网继电保护整定的影响 15

4.1 故障发生在DG上游 15

4.1.1 与DG相邻的线路（BC）故障 15

4.1.2 不与DG相邻的线路（AB）故障 15

4.2 故障发生在DG下游 16

4.2.1 与DG相邻的线路（CD）故障 16

4.2.2 不与DG相邻的线路（DE）故障 17

4.3 故障发生在相邻馈线 18

4.4 本章小结 19

第5章 总结和展望 20

5.1 结论 20

5.2 展望 20

参考文献 21

致谢 22

绪论

课题的背景及研究意义

人类的生存离不开能源。世界经济在快速发展，对于能源的需求也在快速增长。但由于自然灾害、气候变化、局部冲突、社会动乱等原因，能源供应会经常出现供应紧张的局面，全球的能源形势比较严峻。伴随着这一矛盾的日益加剧以及随之出现的环境问题，能源的可再生利用已成为全球关注的焦点，人类必须寻找一种新的能源来代替一次性化石能源。

在我国，能源形势依旧严峻。目前，我国的主要能源是煤炭，其余如石油、水能、风能、太阳能等能源使用都没煤炭多。虽然我国煤炭的储藏量在世界前列，但由于我国人口众多，人均占有量占有量低。而我国的石油储藏量，在世界总量的面前仅占2.3%，可开采年限仅仅只有20.6年，远低于世界平均年限的42.8年^[1]。除了能源储存量的问题，现在的环境问题也不容小觑。空气污染，水污染和生态恶化等方面都和能源的开采和利用有关。

为了面对日益严峻能源形势和不断扩大环境问题，我们需要对可再生能源进行开发和利用。在我国，可再生能源主要有太阳能、风能、水能、地热能、潮汐能、生物质能等^[2]。利用上述可再生能源发电时，与传统发电设备相比，具有小型化和微型化的特点，在环境方面具有清洁高效的特点。

分布式电源（DG）就是在以上背景下发展起来的。目前，DG的定义不尽相同，但一般指与环境兼容的、功率为数千瓦至50 MW小型模块式的独立电源^[3]。DG利用先进的材料，依靠灵巧的制造工艺，理论取自自动控制系统，具有灵活方便，可靠性高，效率高，污染排放低的新型能源生产系统，并不是简单地采用传统的发电技术制造的。构成含有DG的发电系统一般具有如下几个特点：①具有灵活的并网和离网运行模式；②能减少输配电等投资和能量传输时候的损失；③能源能够循环利用，有能效的利用现场的废热、废气等。

目前，电力行业在第二十一世纪是以大电网和分布式发电相结合为发展前景的，因为它提高电力系统的可靠性和灵活性，减少了能源的消耗，使电力供应变得更加的安全和有效。近年来，分布式发电技术的研究如雨后春笋般多了起来，新的分布式发电技术已经取得了突破性进展，更多的分布式发电可以在配电网中投入使用。目前有以下新的分布式发电技术：几千瓦到数百千瓦发电能力的微型燃气轮机、光伏发电技术、风力发电技术、几千瓦到数兆瓦级燃料电池。此外，储能技术的快速发展，将对分布式发电的发展起到越来越重要的作用。例如，能量储存装置可以在用户从DG用电和系统用电之间切换时提供可靠的电力。