分布式电源接地

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1、课题1：分布式电源接入配电网的接地方式研究本课题研究在现有接地方式下，不同类型的分布式电源直接接入配电网或经变压器接入配电网的接地技术，探讨不同接地技术的故障特征及对现有保护的影响。为便于分析，根据产生电能原理的不同把DG分为两类：一类具有转子/定子结构，通过电磁感应原理把轴上的机械能转化为电能，如风力发电机组及柴油发电机组等，这一类DG自身具备中性点，可以引出中性导体，保护导体PE（ProtectiveConductor）可以与中性点直接联结，既能配置为中性点直接接地的TN系统，也能配置为中性点浮空的IT系统；另一类DG如光伏发电系统及蓄电池等，是通过电化学反应产生直流电，如果

2、逆变产生的是三相交流电而非单相交流电，则物理上不存在中性点，如直接接入配电网，则以类似于中性点浮空的IT系统呈现。对于不同的DG也应当分别考虑。现阶段DG的容量都比较小，建设比较分散，或在380V的低压配电网直接接入，或经升压变压器后与35kV以下的中压配电网并网，对绕组是星形连接方式的变压器来说，增加变压器相当于增加了一个中性点，因此，对DG的接地方式应根据电压等级分别考虑。（1）研究两种类型的的DG直接接入电网所采用的接地方式。对有中性点的DG，接地方式有较多选择，分析中压电网不同接地方式下不同故障的故障特征及对原有保护的影响。考虑我国低压系统多采用TN型接线，分析TN型接线

3、下DG的直接接地并网对原有系统保护和故障特征的影响。无中性点的DG直接接入电网所采用的接地方式相当于中性点不接地，考虑这种方式下并网对原有系统保护和故障特征的影响。（2）分布式电源并网变压器连接方式的选择“Yg/△”型变压器提供了非常有效的接地状态，并且可以有效隔离配电系统和DG机组之间的3的整数倍次谐波,有利于提高电能质量；“Yg/Yg”型变压器对3的整数倍次谐波没有隔离作用；“△/△”型和“△/Yg”型变压器都没有提供有效的接地,它们可以有效地隔离配电系统和DG机组之间的3的整数倍次谐波,并且不会对配电系统原有的零序保护产生影响。不同接地方式下，选择最好的连接方式。（3）研究

4、分布式电源并网变压器接地方式的选择对DG经变压器后并网，研究两种类型的DG并网变压器接地方式的类型，及各自对系统保护及故障特征的影响。通过对比，寻找最佳的变压器接地方式，通过仿真验证。（4）接地故障时各电压等级的传导DG并网有可能导致接地故障时本电压等级的保护未感受到故障，而上一电压等级的保护感受到故障而动作，即接地故障时电压等级的传导。以下图所示为例：第一种情况是位置①发生单相接地故障。该故障区域不属配电线路，而是DG上传电力的线路，光伏发电系统中这段线路通常直接暴露在户外，环境相对恶劣，有一定的故障几率。DG的并网断路器一般装设在靠近配电母线侧（即图5中“DG出口断路器位置”

5、），位置①发生单相接地故障时，保护系统正确的动作方式应当是DG的出口断路器跳闸，切断自身供电。但DG出口断路器在①的下游，位置①不属其保护范围；而光伏发电用逆变装置自身的内置保护（即图5中“DG保护内置”），由于面对的是一种IT系统的接地形式，位置①的接地故障无法形成有效的短路电流回路，逆变装置自身的内置保护也不会动作；而对于变压器高压侧的保护装置来说，在位置①发生接地故障，等同于TN系统的单相接地，会形成故障回路，产生一个较大的短路电流Id，会使变压器低压侧出线的接地故障保护动作，切断了整个低压系统供电，致使故障扩大。第二种情况是位置②发生单相接地故障。该故障区域位于TN-S系

6、统的配电线路上，TN系统的接地故障保护会切断该线路供电，但对于IT形式供电的DG来说，单相接地故障仍无法构成短路电流回路，逆变器内置的保护检测不出故障，会继续空载运行。（5）不同并网变压器接地方式下发生单相接地故障时对保护的影响网络故障时DG提供的故障电流可能会降低所在线路接单相接地保护的检测电流值,这将影响保护的灵敏度并可能因流过保护的故障电流达不到动作值而不能启动。有研究表明，只有在检测到故障时切除所有DG才能确保电流保护正确动作于故障，为改进这一缺点，可以广域电流差动保护通过各相邻保护之间的信息交换实现分散式的主、后备电流差动保护。而大量的配电网短路故障是高阻抗接地故障，故

7、障时电流增长不显著，接地点产生的高频信号将由故障点向整个电网传播，难以识别包括高阻接地在内的配网短路故障。（6）DG并网情况下配电网单相接地线路相电流故障分量特点在DG并网时，其选择的接地方式将会影响到供电可靠性、继电保护配置、过电压、绝缘水平等，因此，选择适合的接地方式对于保证DG并网后安全稳定运行，避免与现有配电系统的运行产生冲突，都有着十分重要的意义。（目的和意义）当前世界范围内，对分布式电源接入配电网络的研究多侧重于完成并网或上传电能，合理配置网络结构、控制系统潮流以达到