適用于新能源規(guī)?；尤氲碾娋W(wǎng)繼電保護(hù)關(guān)鍵問(wèn)題研究.pdf

1、隨著我國(guó)能源緊缺、環(huán)境污染和氣候變暖等問(wèn)題的日益嚴(yán)峻，以風(fēng)能、太陽(yáng)能等新能源發(fā)電為代表的可再生能源的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用步入了快速發(fā)展階段，并已成為推動(dòng)我國(guó)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，支撐新型環(huán)境友好型城鎮(zhèn)化建設(shè)的重要基礎(chǔ)和發(fā)展方向。
　　隨著新能源電源并網(wǎng)容量的大幅提高和廣泛實(shí)施低壓穿越運(yùn)行，其復(fù)雜的故障特性和運(yùn)行方式給傳統(tǒng)電網(wǎng)的故障計(jì)算方法和繼電保護(hù)帶來(lái)了許多新的問(wèn)題，對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行和供電可靠性有重要影響。本文在國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持下，

2、根據(jù)新能源電源集中接入和分散接入的技術(shù)特點(diǎn)，分別針對(duì)含新能源電源的高壓電網(wǎng)和中低壓配電網(wǎng)的故障分析方法、繼電保護(hù)原理與實(shí)現(xiàn)技術(shù)開(kāi)展了系統(tǒng)的理論研究和仿真分析。本項(xiàng)研究對(duì)實(shí)現(xiàn)新能源電源的安全接入和高效利用，保證電網(wǎng)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。
　　新能源電源故障電流特性研究是電網(wǎng)故障分析和保護(hù)原理研究的重要基礎(chǔ)。根據(jù)新能源電源的并網(wǎng)方式和對(duì)外部電網(wǎng)的影響特點(diǎn)，主要可以分為雙饋型電源和逆變型電源兩種基本型式。逆變型電源由于

3、結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式相對(duì)簡(jiǎn)單，其故障電流特性研究已較為成熟。而雙饋型電源結(jié)構(gòu)特殊且故障特性復(fù)雜，特別是在不對(duì)稱(chēng)故障條件下，需要考慮不同類(lèi)型低電壓穿越控制策略的影響，其故障特性的理論分析非常困難。針對(duì)這一難點(diǎn)問(wèn)題，論文首先建立了雙饋型電源在電網(wǎng)不對(duì)稱(chēng)故障條件下的數(shù)學(xué)模型，并考慮陷波器和轉(zhuǎn)子變頻器勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制的影響，構(gòu)建了轉(zhuǎn)子電流內(nèi)環(huán)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)化的等值模型。在此基礎(chǔ)上，從基本磁鏈方程和電勢(shì)方程出發(fā)，導(dǎo)出了適用于不同控制策略的雙饋型電源短路電流統(tǒng)一

4、解析表達(dá)式，通過(guò)數(shù)字仿真驗(yàn)證了理論分析的正確性。
　　電網(wǎng)短路電流計(jì)算是繼電保護(hù)整定計(jì)算、電網(wǎng)運(yùn)行控制和設(shè)備選型的重要基礎(chǔ)。新能源電源復(fù)雜的故障電流特性使得以傳統(tǒng)交流同步發(fā)電機(jī)為基礎(chǔ)的電網(wǎng)短路計(jì)算方法難以滿足含新能源接入的電網(wǎng)短路計(jì)算需求。本文根據(jù)不同類(lèi)型新能源電源的低壓穿越運(yùn)行技術(shù)要求，建立了各類(lèi)新能源電源的故障計(jì)算等值模型。在此基礎(chǔ)上，分別基于對(duì)稱(chēng)分量法和相分量法，提出了適用于不同類(lèi)型新能源電源集中接入高壓電網(wǎng)和分散接入不平衡

5、配電網(wǎng)的電網(wǎng)故障計(jì)算新方法。仿真研究驗(yàn)證了所提出的故障計(jì)算新方法的正確性。
　　隨著新能源電場(chǎng)規(guī)?；薪尤敫邏弘娋W(wǎng)，其復(fù)雜的故障電流特性和間歇性的運(yùn)行方式將嚴(yán)重劣化傳統(tǒng)電網(wǎng)繼電保護(hù)性能，進(jìn)而影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。論文結(jié)合工程實(shí)際，評(píng)估分析了新能源電源集中接入后對(duì)電網(wǎng)電流保護(hù)、距離保護(hù)、線路差動(dòng)保護(hù)以及變壓器保護(hù)等動(dòng)作性能的影響。針對(duì)故障選相元件和電流保護(hù)等在實(shí)際應(yīng)用中存在的問(wèn)題，提出了基于相電壓和線電壓突變量幅值比較的選相元件

6、新方案，以及適應(yīng)新能源電源接入的集電線電流保護(hù)整定原則和計(jì)算方法，并通過(guò)仿真案例驗(yàn)證了所提方法的正確性。
　　新能源電源分散接入配電網(wǎng)是推動(dòng)可再生能源規(guī)模化發(fā)展的重要方向。然而，新能源電源的規(guī)?；尤虢o配電網(wǎng)保護(hù)和自動(dòng)重合閘技術(shù)帶來(lái)了許多新的問(wèn)題和挑戰(zhàn)。論文首先對(duì)新能源電源接入對(duì)基于就地量的傳統(tǒng)配電網(wǎng)傳統(tǒng)保護(hù)和自動(dòng)重合閘的影響進(jìn)行了分析。針對(duì)所存在的技術(shù)缺陷，結(jié)合智能配電網(wǎng)的發(fā)展，開(kāi)展了基于區(qū)域信息的網(wǎng)絡(luò)化保護(hù)系統(tǒng)的研究，提出了網(wǎng)

7、絡(luò)化保護(hù)系統(tǒng)的構(gòu)建模式、實(shí)現(xiàn)原理和自動(dòng)重合閘方案。網(wǎng)絡(luò)化保護(hù)通中央單元對(duì)區(qū)域內(nèi)故障信息進(jìn)行綜合決策，實(shí)現(xiàn)主后備保護(hù)功能，同時(shí)也兼顧了新能源電源的孤島運(yùn)行需求。自動(dòng)重合閘方案可在避免新能源電源頻繁退出的同時(shí)，有效防止非同期重合閘，提高電網(wǎng)供電可靠性。
　　合理的通信網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方式和業(yè)務(wù)調(diào)度策略對(duì)網(wǎng)絡(luò)化保護(hù)的性能具有重要影響，也是網(wǎng)絡(luò)化保護(hù)工程應(yīng)用中需要解決的關(guān)鍵實(shí)現(xiàn)技術(shù)問(wèn)題。論文在對(duì)基于EPON技術(shù)的配電網(wǎng)通信系統(tǒng)組網(wǎng)方式進(jìn)行分析研究