適用于新能源規(guī)?；尤氲碾娋W(wǎng)繼電保護關鍵問題研究.pdf

1、隨著我國能源緊缺、環(huán)境污染和氣候變暖等問題的日益嚴峻，以風能、太陽能等新能源發(fā)電為代表的可再生能源的開發(fā)和應用步入了快速發(fā)展階段，并已成為推動我國能源結構調(diào)整，支撐新型環(huán)境友好型城鎮(zhèn)化建設的重要基礎和發(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施低壓穿越運行，其復雜的故障特性和運行方式給傳統(tǒng)電網(wǎng)的故障計算方法和繼電保護帶來了許多新的問題，對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行和供電可靠性有重要影響。本文在國家自然科學基金等項目的支持下，

2、根據(jù)新能源電源集中接入和分散接入的技術特點，分別針對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、繼電保護原理與實現(xiàn)技術開展了系統(tǒng)的理論研究和仿真分析。本項研究對實現(xiàn)新能源電源的安全接入和高效利用，保證電網(wǎng)的穩(wěn)定可靠運行具有重要的理論和現(xiàn)實意義。
　　新能源電源故障電流特性研究是電網(wǎng)故障分析和保護原理研究的重要基礎。根據(jù)新能源電源的并網(wǎng)方式和對外部電網(wǎng)的影響特點，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、結構和運行方式相對簡單，其故障電流特性研究已較為成熟。而雙饋型電源結構特殊且故障特性復雜，特別是在不對稱故障條件下，需要考慮不同類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。針對這一難點問題，論文首先建立了雙饋型電源在電網(wǎng)不對稱故障條件下的數(shù)學模型，并考慮陷波器和轉(zhuǎn)子變頻器勵磁調(diào)節(jié)控制的影響，構建了轉(zhuǎn)子電流內(nèi)環(huán)控制系統(tǒng)簡化的等值模型。在此基礎上，從基本磁鏈方程和電勢方程出發(fā)，導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、解析表達式，通過數(shù)字仿真驗證了理論分析的正確性。
　　電網(wǎng)短路電流計算是繼電保護整定計算、電網(wǎng)運行控制和設備選型的重要基礎。新能源電源復雜的故障電流特性使得以傳統(tǒng)交流同步發(fā)電機為基礎的電網(wǎng)短路計算方法難以滿足含新能源接入的電網(wǎng)短路計算需求。本文根據(jù)不同類型新能源電源的低壓穿越運行技術要求，建立了各類新能源電源的故障計算等值模型。在此基礎上，分別基于對稱分量法和相分量法，提出了適用于不同類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)故障計算新方法。仿真研究驗證了所提出的故障計算新方法的正確性。
　　隨著新能源電場規(guī)?；薪尤敫邏弘娋W(wǎng)，其復雜的故障電流特性和間歇性的運行方式將嚴重劣化傳統(tǒng)電網(wǎng)繼電保護性能，進而影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。論文結合工程實際，評估分析了新能源電源集中接入后對電網(wǎng)電流保護、距離保護、線路差動保護以及變壓器保護等動作性能的影響。針對故障選相元件和電流保護等在實際應用中存在的問題，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，以及適應新能源電源接入的集電線電流保護整定原則和計算方法，并通過仿真案例驗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)模化接入給配電網(wǎng)保護和自動重合閘技術帶來了許多新的問題和挑戰(zhàn)。論文首先對新能源電源接入對基于就地量的傳統(tǒng)配電網(wǎng)傳統(tǒng)保護和自動重合閘的影響進行了分析。針對所存在的技術缺陷，結合智能配電網(wǎng)的發(fā)展，開展了基于區(qū)域信息的網(wǎng)絡化保護系統(tǒng)的研究，提出了網(wǎng)

7、絡化保護系統(tǒng)的構建模式、實現(xiàn)原理和自動重合閘方案。網(wǎng)絡化保護通中央單元對區(qū)域內(nèi)故障信息進行綜合決策，實現(xiàn)主后備保護功能，同時也兼顧了新能源電源的孤島運行需求。自動重合閘方案可在避免新能源電源頻繁退出的同時，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)絡組網(wǎng)方式和業(yè)務調(diào)度策略對網(wǎng)絡化保護的性能具有重要影響，也是網(wǎng)絡化保護工程應用中需要解決的關鍵實現(xiàn)技術問題。論文在對基于EPON技術的配電網(wǎng)通信系統(tǒng)組網(wǎng)方式進行分析研究