光伏电站分布式接入配电网保护研究

【摘要】：全球化石能源日渐短缺,大规模使用化石燃料引起温室效应日益严峻,开发和利用可再生能源已得到世界各国的认同和重视。以光伏发电等可再生能源发电为代表的分布式发电技术(DG, Distributed Generation)得到了快速的发展。根据预测,光伏发电在21世纪将占据世界能源消费的重要席位,将成为世界能源供应的主体。随着光伏发电等分布式电源大量接入配电网,对传统配电网保护带来了一定的影响。本文研究了以光伏电站为代表的分布式发电对配电网的影响,并提出了光伏电站接入配电网的新型保护原理和算法,并开展了一系列的仿真验证工作,在相关理论成果的研究基础上,研制了光伏电站接入配电网的新型保护装置,并在示范工程中得到应用。主要工作如下： 首先,根据光伏电站的并网方式和并网控制策略,分析光伏电站接入对传统配电网保护的影响,主要影响保护的可靠性、灵敏性和选择性。 其次,对于光伏电站并网点,引入了过电流保护、过／欠电压保护、过／欠频率保护、孤岛保护以及逆功率保护等新型保护原理； 再次,对于光伏电站单点或少量接入时,提出了基于叠加补偿原理的配电网线路保护短路电流计算方法；针对光伏电站并网对配电网保护的影响,开展了不同容量光伏电站对配电网保护的影响、光伏电站接入不同位置对配电网保护的影响等方面的仿真分析,给出了光伏电站分布式接入配电网保护的整定及配置原则。 然后,基于光伏电站接入配电网的保护原理,开发了一种面向光伏电站并网保护智能终端,该终端经过电力工业电力系统自动化设备质量检验测试中心检定,各项指标满足设计要求,保护动作正确无误。同时该终端在南京、无锡等光伏电站并网现场得到了应用,装置运行稳定,完全满足现场的运行要求。 最后,在论文的总结和展望中探讨了光伏电站接入保护的适用范围,并且展望了未来高密度光伏电站等分布式电源接入下的协调、自动应保护体系架构。 【关键词】：分布式电源 光伏电站 并网保护 配电网保护 协调保护 智能终端
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 1 绪论12-17
• 1.1 课题的背景及意义12-14
• 1.2 国内外研究现状14-16
• 1.2.1 国外研究现状14
• 1.2.2 国内研究现状14-16
• 1.3 本论文的主要工作16-17
• 2 光伏并网系统概述及对配电网保护的影响17-25
• 2.1 光伏电站并网及控制17-22
• 2.1.1 并网系统概述17-18
• 2.1.2 并网方式18-21
• 2.1.3 并网控制策略21-22
• 2.2 光伏电站并网对配电网保护的影响22-25
• 3 光伏电站并网点新型保护技术研究25-39
• 3.1 光伏电站并网技术要求25
• 3.2 光伏电站并网过流保护25-30
• 3.2.1 方案描述25-26
• 3.2.2 保护原理26-28
• 3.2.3 工作过程28-30
• 3.3 光伏电站并网过欠压与过欠频保护30-33
• 3.3.1 过欠电压保护研究30-33
• 3.3.2 过欠频率保护研究33
• 3.4 光伏电站并网反孤岛保护33-36
• 3.4.1 孤岛现象33-34
• 3.4.2 反孤岛保护原理34-36
• 3.5 光伏电站并网逆功率保护36-39
• 4 光伏电站并网配电网保护研究39-70
• 4.1 传统配电网的短路电流计算算法39-45
• 4.1.1 等效电压源算法39-41
• 4.1.2 叠加算法41-44
• 4.1.3 相零回路电流算法44-45
• 4.1.4 瞬态仿真算法45
• 4.2 光伏发电并网配电网短路电流计算方法45-47
• 4.3 光伏发电并网保护整定及配置原则47-70
• 4.3.1 拓扑结构及系统参数48-49
• 4.3.2 不同容量光伏电站并网保护影响分析49-58
• 4.3.3 不同位置光伏电站对保护的影响分析58-67
• 4.3.4 光伏电站并网保护整定原则67-70
• 5 光伏电站并网保护智能终端的研制70-85
• 5.1 光伏电站并网保护智能终端硬件设计70-74
• 5.2 光伏电站并网保护智能终端软件设计74-82
• 5.2.1 测控功能75-76
• 5.2.2 保护功能76-81
• 5.2.3 调试功能81-82
• 5.3 光伏电站并网保护智能终端型式实验82-83
• 5.4 光伏电站并网保护智能终端现场应用83-85
• 6 结论与展望85-87
• 6.1 结论85
• 6.2 展望85-87
• 致谢87-88
• 参考文献88-93
• 附录93-94

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