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光伏电站分布式接入配电网保护研究

作　者: 杨永标
导　师: 张俊芳
学　校: 南京理工大学
专　业: 电气工程
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
分类号: TM615
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 33次
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内容摘要


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。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-12
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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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 发电、发电厂 > 各种发电 > 太阳能发电
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