1. 研究目的与意义
随着我国经济的快速发展，能源在社会生活中占有越来越重要的作用，随之产生的则是对资源的浪费以及环境的污染等问题。为了节约资源，减少环境污染，目前我国在35kV以及10kV的配电网中，大多连接有如光伏、风力等小型的分布式电源。这些分布式电源的接入虽然能减少传统能源的使用，减少环境污染，但对配电网保护的整定造成一定的影响。传统的配电网由单电源辐射网络变为双端或多端的有源网络，潮流分布、故障短路电流大小和方向发生了改变，随着分布式电源的容量越来越大，接入数量越来越多，传统的三段式电流保护之间可能会失去配合，重合闸失败，无法满足配电网系统保护的要求。本课题旨在结合一个10kV系统的配电网给出实时的主保护和后备保护的整定值，从而构建一套自适应过电流保护方案，并与传统的过流保护相比较。
2. 课题关键问题和重难点
本课题旨在结合一个10kv系统的配电网给出实时的主保护和后备保护的整定值，从而构建一个自适应过电流保护方案，并与传统的过流保护相比较。但是在含分布式电源自适应过电流保护的研究中将遇到以下几方面的问题：
首先在分布式电源对配电网的阶段式电流保护中，如何整定是个问题：分布式电源接入配电网后，原有的单辐射供电系统变为了双端或多端供电网络，改变了原有配电网的拓扑结构，对保护的整定产生影响，而如何处理此类影响需要解决。
其次分布式电源的接入还会导致配电网保护系统产生拒动：传统配电网是基于单辐射网络设计的，继电保护装置一般不具备方向性，参数整定则基于三段式电流保护。分布式电源接入配电网后，配电网保护会产生拒动、误动，灵敏性会下降。因此考虑方向等因素，如何设计自适应过流保护以确保保护正常运行尤为重要。
3. 国内外研究现状（文献综述）
进入 21 世纪，能源问题更是成为各国都重点关注的问题之一，为了减少化石类能源的使用，减少环境的污染，世界许多国家都提出了开发和利用新能源的政策和措施，以太阳能、风能等为代表的分布式电源（distributed generation，简称 dg）就成为了当前各国竞相研究的热点 [1]。而目前我国供电系统的特点是大机组、大电网、超高压和交直流混合输电的供电方式，这种输电特点针对我国地域辽阔、能源分布不均有重要作用，但是随着用户对电能质量和供电可靠性的要求越来越高，这种集中式单一供电系统的问题也逐渐暴露了出来，因此我国在35kv以及10kv的配电网中开始接入分布式电源。
分布式电源的概念最早是在 20 世纪 70 年代提出的，分布式电源是一种功率在几千瓦至几十兆瓦的独立发电单元，能够满足对特定用户的需求，具有分散性和环境兼容性的特点。按照所采用的发电技术来分，主要有：光伏发电、风力发电、微型燃气轮机发电、燃料电池发电以及生物质能发电、潮汐能发电等，但应用比较少，目前技术比较成熟并获得广泛应用的可再生能源发电技术主要有光伏发电和风力发电技术[2-5]。与传统的发电方式相比，分布式发电具有：环境友好、电能调节手段增多、节约电能和可靠性高的特点。总之，分布式电源调节迅速，拥有更大的灵活性，同时对末端电压有明显的支撑作用，可以作为未来大电网的重要补充和支撑[6]。但是分布式电源接入配电网会改变电网原有的单电源、放射状结构特征，使配电网中各支路的潮流不再是单方向的流动，这也将直接导致系统中短路电流的大小和方向的改变，对现有的过流保护产生了严重的影响。同时，孤岛运行模式以及分布式电源的大量接入也导致其故障电流的特征不明显，使得配电网中传统的保护策略存在拒动或者误动的情况。
因此，针对dg接入配电网线路产生的影响，文献提出两种 dg 接入配网后保护方案：一种是应用发达的通信网络实现配电网保护间信息交换；另外一种是基于目前配网的配置，提出保护整定的新算法，包括采用自适应保护原理、加装方向元件等。第一种保护方案在较高程度上依赖于通信网络，一旦通信失效，整个保护系统也随之失效,因此，此方法在当前并不十分实用。第二种方案较第一种方案具有更好的实用性，然而提出的大部分保护新方案并没有充分考虑 dg 的运行工况，而只是在 dg投退、出力信息已知的前提下得出结论，而这与实际情况并不相符。针对 dg 引起配网保护误动、灵敏度下降等问题，提出了一种根据故障电流变化情况而自行改变整定值的自适应保护新方案。即若故障期间，保护感受到的故障电流变化量为一常数，则说明故障电流的变化是由 iidg 的投退而引起的，此时保护定值相应变化，适应此时的 dg 容量及故障电流水平[7]。 而对于方向问题，在可能发生误动的保护处加装方向元件，通过整定值和方向元件共同判断保护是否动作。
4. 研究方案
本课题在结合一个10kV系统的配电网给出实时的主保护和后备保护的整定值的基础上，将构建一个自适应过电流保护方案，并且与传统的过流保护相比较。研究步骤如下：
首先交代课题研究的背景与意义，分析含分布式电源自适应过电流保护的原理。然后研究分布式电源的控制方式与动态响应，完成对分布式电源的论述，并分析分布式电源对配电网保护产生哪些影响。了解分布式电源接入后的自适应电流保护原理，研究分布式电源接入后对配网保护的新方法，对存在的问题提出解决方案。在理论基础上对10kV电网进行有关保护的整定计算；计算完成后利用软件（PSCAD或者Matlab）进行继电保护动作行为的仿真。最后将自适应保护与传统过流保护的性能进行比较。
5. 工作计划
在第一周查找与课题有关的论文5-10篇，研读记录国内外与课题相关的研究成果，完成外文资料的翻译工作并上传，于第二周整理资料，完成开题报告初稿。二周周末上传开题报告，然后开始编写论文的第一章《绪论》部分。第四、五周在学习分布式发电有关知识的基础上开始编写第二章《分布式发电的概述》，对分布式电源进行详细描述。从第六周开始，进行自适应保护的整定以及分析，然后编写课题的第三章《自适应保护的整定》。整定完成后于第八周开始运用PSCAD进行相关的仿真研究然后撰写课题第四章《仿真研究和分析》。第十周开始编写结论，完成论文的第五章《结论》，并且开始对论文初稿进行润色修改。第十一周根据导师反馈意见修改论文，于第十二周整理资料，评阅教师评阅，准备答辩。
