光伏并网对吴忠配电系统继电保护及自动装置的影响研究

【摘要】：随着全球能源短缺、环境污染等问题的出现,利用太阳能进行大规模的光伏并网发电,凭借其独特的优势逐渐成为一种非常重要的发电形式。但是,光伏发电系统并网传统配电网就势必会改变原配电系统拓扑结构,进而影响以配电网继电保护及自动装置可靠动作,因此,研究光伏发电系统在配电网故障期间对原继电保护及自动装置的影响是十分必要的,这将对推广光伏发电技术及保证配电网的可靠安全运行有十分重要的现实意义。本文主要以宁夏吴忠第五光伏电站接入某110kV变电站为实例进行课题的深入研究。 首先,介绍了光伏电池的工作原理,利用MATLAB建立光伏电池的等效电路仿真模型,并通过改变光伏电池阵列温度及光照强度得到光伏电池阵列的U/I和U/P输出特性曲线。比较并确定光伏电池模型的最大功率点跟踪方法。 其次,理论分析光伏发电系统以不同容量、不同并网方式、不同系统故障点及相应的失稳时间对配电系统原继电保护的影响,以及光伏发电系统并网对系统进线重合闸的影响进行了研究。从而得到以下结论：一是影响配电系统继电保护整定值的关键因素是光伏发电系统对故障线路提供短路电流增量的大小,即其并网容量的大小；二是光伏发电系统对电流保护和距离保护影响程度在于其失稳时间的大小。并利用PSCAD/EMTDC软件搭建含光伏发电系统的吴忠配电网模型对理论分析进行仿真验证。 最后,阐述了备自投装置的投切控制基本原理,分别针对光伏发电系统经变电站不同电压母线并网对进线备自投、内桥(分段)断路器备自投及变压器备自投投切控制的影响进行研究,并以北京四方的CSC-246A型备自投装置为例,对备自投控制回路利动作逻辑进行了改造,解决PV系统并网对备自投产生的影响。 【关键词】：光伏发电 继电保护 自动重合闸 PSCAD/EMTDC 备自投
【学位授予单位】：宁夏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM615;TM77
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-12
• 1.1 课题研究的背景及意义7-8
• 1.2 国内外研究现状及发展8-11
• 1.2.1 光伏发电国内外应用现状8-10
• 1.2.2 光伏发电系统对继电保护影响的研究现状10-11
• 1.3 论文主要工作11-12
• 第二章 光伏发电系统基本原理12-21
• 2.1 光伏发电原理及分类12-13
• 2.2 光伏电池输出特性分析13-18
• 2.2.1 光伏电池的原理与输出特性13-15
• 2.2.2 光伏电池的光照及温度特性分析及仿真验证15-18
• 2.3 光伏电池的MPPT控制方法研究18-20
• 2.3.1 恒定电压控制法18
• 2.3.2 扰动观察法18-19
• 2.3.3 导纳增量法19-20
• 2.4 本章小结20-21
• 第三章 PV系统对配电系统继电保护及进线重合闸的影响21-32
• 3.1 配电系统电流保护原理21-22
• 3.2 PV系统对电流保护影响的理论分析22-27
• 3.2.1 配电系统电源侧故障时PV系统对电流保护的影响22
• 3.2.2 配电系统馈线侧故障时PV系统对电流保护的影响22-27
• 3.3 避免PV系统对原配电系统电流保护影响的对策27
• 3.4 PV系统对距离保护影响的理论分析27-28
• 3.4.1 配电系统电源侧故障时PV系统对距离保护的影响27-28
• 3.4.2 配电系统馈线侧故障时PV系统对距离保护的影响28
• 3.5 避免PV系统对原配电系统距离保护影响的对策28-29
• 3.6 PV系统对进线重合闸影响的理论分析29-30
• 3.6.1 PV系统并网对含有重合闸前加速配电系统的影响29-30
• 3.6.2 PV系统并网对含有重合闸后加速配电系统的影响30
• 3.7 避免PV系统对进线重合闸影响的对策30-31
• 3.8 本章小结31-32
• 第四章 PV系统对配电系统继电保护及进线重合闸影响的仿真分析32-44
• 4.1 仿真软件PSCAD/EMTDC32-33
• 4.1.1 PSCAD/EMTDC概述32
• 4.1.2 PSCAD/EMTDC的功能32
• 4.1.3 PSCAD/EMTDC操作流程32-33
• 4.2 PV系统仿真模型的搭建33-34
• 4.2.1 PV系统模型搭建的背景33
• 4.2.2 PV系统控制策略33-34
• 4.3 宁夏吴忠PV系统并网仿真模型34-38
• 4.3.1 配电系统运行方式34
• 4.3.2 PV系统并网仿真模型34-36
• 4.3.3 仿真模型参数36-38
• 4.4 仿真结果分析38-43
• 4.4.1 PV系统对配电系统继电保护影响的仿真38-42
• 4.4.2 PV系统对进线重合闸影响的仿真42-43
• 4.5 本章小结43-44
• 第五章 PV系统对变电站备自投投切控制的影响研究44-50
• 5.1 PV1系统经变电站10KV母线并网对备自投投切控制的影响44-47
• 5.1.1 PV1系统对进线备自投投切控制的影响45
• 5.1.2 PV1系统对内桥(分段)断路器备自投投切控制的影响45-46
• 5.1.3 PV1系统对变压器备自投投切控制的影响46-47
• 5.2 PV2系统经变电站110KV母线并网对备自投投切控制的影响47-48
• 5.2.1 PV2系统对进线备自投投切控制的影响47
• 5.2.2 PV2系统对内桥(分段)断路器备自投投切控制的影响47-48
• 5.2.3 PV2系统对变压器备自投投切控制的影响48
• 5.3 避免PV系统对备自投投切控制影响的对策48-49
• 5.4 本章小结49-50
• 第六章 结论及展望50-52
• 6.1 结论50-51
• 6.2 展望51-52
• 参考文献52-55
• 致谢55-56
• 附录56-58
• 个人简介及攻读硕士学位期间论文发表情况58

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