含风电的配电网继电保护研究

【摘要】：随着环境污染及能源危机等问题的出现，风电技术得到了飞速发展，风电场的规模也在不断扩大，使得风电对电网的影响越来越来明显。由于风能具有随机性和间歇性，风电接入对配电网的保护整定带来了困难。 本文基于风电机组数学模型，以PSCAD/EMTDC为仿真平台，建立了异步、双馈风电机组的仿真模型，研究了风电机组的运行特性，验证了模型的正确性。在分析普通异步风电机组和双馈风电机组故障电流特性的基础上，仿真了含风电系统的故障特性，并分析了影响含风电系统故障电流的主要因素及风电接入对配网保护的影响。建立了含风电的配电网故障电流关系式，并对其特点进行了分析。构建了含风电的配电网仿真模型，仿真研究了风电场接入位置、容量及故障点对配电网故障电流和保护的影响。针对目前含风电配网采用的保护方案存在的问题，提出了改进方案。建议：根据风电接入的位置，对配电网进行分区；在上游区域配置方向纵联保护，并在电流保护处加装方向元件；在下游区域采用自适应电流保护，并基于MATLAB编程实现了自适应电流保护，研究表明所提出的方案能够解决下游保护失去选择性的问题。 【关键词】：风力发电 配电网 故障电流 继电保护 自适应电流保护
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM77
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目录7-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 选题的背景和意义9
• 1.2 国内外研究现状9-11
• 1.2.1 风力发电技术发展现状9-10
• 1.2.2 含风电的配电网保护研究现状10-11
• 1.3 论文的主要内容11-13
• 第二章 风电机组建模及其对故障电流的影响13-28
• 2.1 异步风电机组13-15
• 2.1.1 异步风电机组结构13
• 2.1.2 异步风电机组数学模型13-14
• 2.1.3 异步风电机组建模与仿真14-15
• 2.2 双馈风电机组15-20
• 2.2.1 双馈风电机组结构15-16
• 2.2.2 双馈风电机组数学模型16-17
• 2.2.3 双馈风电机组控制模型17-19
• 2.2.4 双馈风电机组建模与仿真19-20
• 2.3 风电接入系统对故障电流的影响20-27
• 2.3.1 风电机组短路电流特性20-23
• 2.3.2 影响风电系统故障电流的因素23-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第三章 含风电的配电网建模及对保护的影响28-38
• 3.1 配电网特点及其保护配置28
• 3.2 风电场接入系统的接线方案28-29
• 3.3 含风电的配电网故障电流29-31
• 3.4 风电场接入对配电网保护的影响31-37
• 3.4.1 风电场接入配电网馈线首端32-33
• 3.4.2 风电场接入配电网馈线中端33-36
• 3.4.3 风电场接入配电网馈线末端36-37
• 3.5 本章小结37-38
• 第四章 含风电的配电网保护方案38-49
• 4.1 含风电的配电网保护技术思路38-39
• 4.2 风电场上游区域的保护39-40
• 4.2.1 保护误动原因分析39
• 4.2.2 保护配置方案39-40
• 4.2.3 保护动作行为分析40
• 4.3 风电场下游区域的保护40-47
• 4.3.1 保护误动原因分析40
• 4.3.2 自适应电流保护40-45
• 4.3.3 含风电场配电网自适应电流保护整定方案实现45-47
• 4.4 风电场上游区域保护与下游区域保护的配合47-48
• 4.5 本章小结48-49
• 第五章 总结与展望49-51
• 5.1 总结49-50
• 5.2 展望50-51
• 参考文献51-56
• 攻读硕士学位期间发表论文56-57
• 致谢57

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