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清洁可再生能源分布式接入配电网,使原有的配电网形成双端甚至多端配电网。随着风电渗透率的增加,配电网传统的调度运行、规划设计、保护控制将面临很大挑战。特别地,分布式电源由电力电子变换器控制而呈现其特有的暂态特性,对配电网保护产生很大的影响,传统三段式电流保护及差动保护将难以适应。针对分布式风电接入点上游及下游的保护如何配置等问题,本文以分布式风电源的暂态特性为切入点,系统研究了含分布式风电源的配电网线路保护,主要开展了以下几方面的工作:
本文首先分析了分布式风电源故障电流特性,进而对其接入对配电网电流保护的适应性进行分析,并着重对分布式风电源接入对配电网差动保护的适应性进行定性分析,并通过仿真进行验证。
其次,在分析双馈式风力发电机暂态特性的基础上,推导了双馈式风力发电机故障短路电流表达式,其中,重点分析双馈式风力发电机有功输出与定子短路电流的关系。由此针对风电接入点下游的保护配置,研究了基于不同风场出力调整保护动作值的自适应电流速断保护方法,并在RT-LAB仿真软件中搭建含双馈式风机的配电网模型,对所研究线路进行大量仿真测试,验证所提保护方案的有效性及适用性。
最后,分析了永磁同步风力发电机在故障时的短路电流特性,与系统电源故障后幅值变化明显不同,利用线路两端故障前后电流之比的差值,构建含永磁同步风力发电机的配电网线路保护,该方法能够有效避免过渡电阻及分支线对保护的影响。在PSCAD中搭建含永磁同步风力发电机的配电网模型进行仿真测试,验证所提保护方案的正确性与可靠性。
本文首先分析了分布式风电源故障电流特性,进而对其接入对配电网电流保护的适应性进行分析,并着重对分布式风电源接入对配电网差动保护的适应性进行定性分析,并通过仿真进行验证。
其次,在分析双馈式风力发电机暂态特性的基础上,推导了双馈式风力发电机故障短路电流表达式,其中,重点分析双馈式风力发电机有功输出与定子短路电流的关系。由此针对风电接入点下游的保护配置,研究了基于不同风场出力调整保护动作值的自适应电流速断保护方法,并在RT-LAB仿真软件中搭建含双馈式风机的配电网模型,对所研究线路进行大量仿真测试,验证所提保护方案的有效性及适用性。
最后,分析了永磁同步风力发电机在故障时的短路电流特性,与系统电源故障后幅值变化明显不同,利用线路两端故障前后电流之比的差值,构建含永磁同步风力发电机的配电网线路保护,该方法能够有效避免过渡电阻及分支线对保护的影响。在PSCAD中搭建含永磁同步风力发电机的配电网模型进行仿真测试,验证所提保护方案的正确性与可靠性。