与具有LVRT能力的风电机组并网相配合的继电保护的研究

【摘要】：风电在电网中比例的日趋增加，要求并网的机组具有低电压穿越的能力，以及与之相配合的继电保护来保证其功能的完成。否则，即使风机具有低电压穿越功能，当机组外部保护不能正确动作时，同样也无法实现其功能。 针对这一研究性课题，本文利用在含LVRT能力的双馈风机的风电场并入电网的故障特性，分析风电场并网点原有电压电流保护存在的不足，提出与低电压穿越相适应的复合多段式电压电流保护策略，并利用PSCAD软件仿真在电网中发生不同短路故障时，来验证保护的可靠性。分析风电场并网后对距离保护原理的适用性，并仿真验证风电场侧距离保护的动作特性，然后分析距离保护精度受Crowbar保护电路的影响，并提出一定的改进措施。 最后讨论了风电场并入电网后对重合闸前加速、后加速分别造成的影响，并根据不同的影响给出了相应的改进方法，以及由此得出在不同的故障位置下，风电场并不能全部进行低压穿越运行的结论。 【关键词】：双馈风电机组 低电压穿越能力 电压电流保护 距离保护 重合闸
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM77;TM614
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-6
• 目录6-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 本课题研究的背景和意义8-10
• 1.1.1 本课题研究的背景8-9
• 1.1.2 本课题研究的意义9-10
• 1.2 风电继电保护研究发展概况10-12
• 1.3 论文主要的研究内容12-13
• 第二章 双馈风机的建模及 LVRT 实现13-22
• 2.1 双馈风机的基本结构13-14
• 2.2 双馈风机的暂态数学模型14-16
• 2.3 DFIG 的低电压穿越技术16-19
• 2.3.1 低电压运行特性分析16-17
• 2.3.2 DFIG 的低电压穿越技术的实现17
• 2.3.3 主动式 Crowbar 的结构与控制17-19
• 2.4 DFIG 的低电压穿越仿真分析19-22
• 2.4.1 稳定运行时 DFIG 特性仿真19-20
• 2.4.2 故障情况时 DFIG 特性仿真20-22
• 第三章 风电场并网点多段式复合电压电流保护的研究22-37
• 3.1 概述22
• 3.2 多段式复合电压电流保护22-27
• 3.2.1 多段式电压保护23-25
• 3.2.2 改进电流保护25-27
• 3.3 改进电压电流保护总结构27-30
• 3.4 仿真验证30-37
• 3.4.1 仿真模型参数和保护整定计算30-32
• 3.4.2 多段式电压保护仿真32-35
• 3.4.3 改进电压电流保护仿真35-37
• 第四章 具备 LVRT 能力的风电场联络线距离保护策略研究37-52
• 4.1 距离保护概述37-39
• 4.1.1 基本原理37-38
• 4.1.2 圆阻抗继电器及其动作特性38-39
• 4.2 距离保护整定及模型搭建39-43
• 4.2.1 保护整定计算39-40
• 4.2.2 保护模型搭建40-43
• 4.3 具有 LVRT 能力的风电机组对距离保护的影响43-45
• 4.3.1 Crowbar 电路对风电场阻抗的影响43-44
• 4.3.2 Crowbar 电路对距离保护的影响44-45
• 4.4 距离保护的动作特性45-51
• 4.4.1 整定计算45-46
• 4.4.2 距离保护仿真46-51
• 4.5 风电场侧联络线距离保护的改进措施51-52
• 第五章 风电场并网与重合闸配合的探讨52-59
• 5.1 配置重合闸的意义52-54
• 5.2 对重合闸方式的影响54-57
• 5.2.1 对重合闸前加速的影响54-56
• 5.2.2 对重合闸后加速的影响56-57
• 5.3 重合闸合理配合方式57-58
• 5.4 本章小结58-59
• 第六章 总结与展望59-61
• 6.1 总结59
• 6.2 展望59-61
• 参考文献61-64
• 攻读硕士学位期间发表的论文64-65
• 致谢65

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