【摘 要】
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可再生能源的开发与利用成为人们应对能源危机与环境问题的关键举措,大量可再生能源以分布式发电（distributed generator,DG）的形式并网,能够综合利用多种一次能源、储能和其他发电方式,具有高效、灵活的特点,但DG大量并网也对配电系统安全与稳定带来诸多不利影响,探究相关不利影响的特性和规律,提升含DG配电网系统的安全稳定运行能力是当前的热点问题。本文针对含DG配电网保护及优化问题进行
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可再生能源的开发与利用成为人们应对能源危机与环境问题的关键举措,大量可再生能源以分布式发电（distributed generator,DG）的形式并网,能够综合利用多种一次能源、储能和其他发电方式,具有高效、灵活的特点,但DG大量并网也对配电系统安全与稳定带来诸多不利影响,探究相关不利影响的特性和规律,提升含DG配电网系统的安全稳定运行能力是当前的热点问题。本文针对含DG配电网保护及优化问题进行研究,根据DG的发电特性及其对故障电流的影响,提出一种含DG配电网的故障区段定位方法和一种含DG配电网反时限保护优化整定方法,并针对两者的局限性,提出了一种基于差动原理与过电流的保护方法,具体内容为:（1）针对DG并网对配电网电流保护装置动作的影响,以双馈风力发电机和光伏电源两类典型DG为例,分析其工作原理与输出特性,比较了DG接入位置与容量不同对电流保护装置的影响。（2）针对DG并网对系统故障电流的影响,传统基于分段式配合的故障定位方法准确性下降,提出一种基于原子轨道搜索算法（atomic orbital search,AOS）和遗传算法（genetic algorithm,GA）混合改进的含DG配电网故障定位方法。结合系统线路状态信息,估计可能发生故障的区域生成初始种群,将AOS和GA相结合提高算法收敛速度,实现对含DG配电网的故障定位。通过Matlab/Simulink进行算例仿真分析,结果表明该方法能够实现故障电流信息完整情况下的单重和多重故障定位,且能在故障信息出现畸变的情况下具有容错性,收敛性较好。（3）针对过流保护受系统运行方式影响大,传统整定方法在配电网规模较大或接入DG的复杂情况下,较难实现保护逻辑与动作时间的协调,提出一种基于改进麻雀搜索算法的含DG配电网反时限保护优化整定方法。结合系统保护配合逻辑,兼顾网损成本,建立了保护动作时间整定值的优化数学模型,采用K-means对麻雀搜索算法的种群优解位置进行聚类,避免陷入局部最优,提高模型求解速度。通过Matlab/Simulink进行算例仿真分析,结果表明该方法能强化种群分类,减少随机性的干扰,加快种群信息交流。（4）针对上述故障定位方法对通讯条件依赖度高,以及反时限保护整定的局限性问题,提出一种基于差动原理与过电流的保护方法。利用电流幅值比差动保护能够适应系统信号同步性较差情况的优势,在反时限保护基础上配置差动保护装置,并引入低电压加速反时限保护动作,提高保护装置灵敏性。通过Matlab/Simulink进行算例仿真,结果表明该方法能够在有限通信条件下保证系统保护装置间的配合逻辑。
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