应对分布式电源规模化接入的电网故障分析方法与保护原理研究

　　文档类型： 博士学位论文
　　适用人群： 电力系统研究人员、继电保护工程师、新能源并网技术从业者、高校电气工程专业师生

　　文档核心价值：
　　该论文系统解决了分布式电源规模化接入后电网故障分析不适用、继电保护性能劣化两大实际问题。针对逆变型分布式电源（含双馈风电机组）特殊的故障电流特性，提出了低电压穿越运行控制策略，并推导出对称/不对称故障下的短路电流解析表达式。在此基础上，建立了一套适用于含逆变型分布式电源接入的电网故障分析新方法，弥补了传统以同步电机为基础的故障分析理论的不足。针对双馈风电场联络线保护难题，设计了基于输电线路微分方程的新型距离保护方案，通过二阶巴特沃斯低通滤波器消除高频干扰，结合故障点电压重构与故障距离迭代计算，显著提升了保护动作的稳定性和准确性。

　　正文内容：

　　随着分布式电源规模化接入电网，传统以交流同步电机供电电源为基础的故障分析方法已无法适用。该论文首先分析了逆变型分布式电源在对称和不对称故障下的短路电流特性，发现其故障电流中衰减交流分量和功率波动导致传统继电保护原理性能劣化。为此，论文提出了一套全新的电网故障分析理论，能够准确描述含逆变型分布式电源的电网故障特征，为后续保护配置奠定理论基础。

　　针对双馈风电机组联络线保护问题，论文设计了一种新型距离保护方案。该方案基于输电线路微分方程，不受故障电流中衰减交流分量影响，且不存在跨数据窗问题。通过引入二阶巴特沃斯低通滤波器，有效滤除测量电压和电流中的高频分量。同时，采用故障点电压重构与故障距离迭代计算，确保距离计算结果稳定可靠。

　　论文最后总结了研究成果，并对下一步研究方向进行了展望。该研究为分布式电源并网后的电网故障分析与保护提供了系统性解决方案，对提升新能源接入电网的安全运行水平具有重要参考价值。