光伏并网的故障特性及对配网保护影响研究

发布时间：2017-10-15 06:19

  本文关键词：光伏并网的故障特性及对配网保护影响研究

  更多相关文章： 光伏发电系统 光伏储能系统 暂态特性 继电保护 孤岛检测

【摘要】：影响人类社会可持续发展的问题体现在能源危机以及环境污染问题上,解决该问题的有效途径就是清洁能源的利用。光伏发电的特点是利用范围广泛、无污染,因此光伏发电被广泛使用。但光伏发电的缺点是会随着外界因素的波动而产生大幅度变化,这会给电网的稳定、安全运行带来挑战。为了使光伏发电更好地应用于实际的生产生活,本文研究了光伏发电系统并网后的运行情况,同时针对微电网中的孤岛效应以及孤岛检测方法进行深入的讨论。首先,本文针对光伏电池的发电原理,光伏并网发电系统的运行特性等相关情况做了介绍,着重分析了电池阵列的等效电路及数学模型、光伏储能系统以及光伏逆变器的控制策略。在此基础上,利用Matlab/Simulink软件搭建了光伏并网发电系统模型,仿真的结果验证了模型的正确性。其次,在模型建立的基础上,针对三相短路、单相短路以及两相接地短路故障,完成了光伏并网系统的故障特性研究。为了了解光伏储能系统对故障时光伏并网系统的影响,文章完成了暂态时的含有光伏储能系统和不含光伏储能系统的暂态电气量的对比。再次,光伏发电系统并网对原有配电网的继电保护装置会产生影响,本文针对配电网中的三段式电流保护、距离保护、反时限过流保护以及自动重合闸的影响,并得出了相应的结论,同时提出了一种基于T形区域的故障定位新方案,更好地完成了含有光伏发电系统的配电网的故障定位,通过Matlab/Simulink模型仿真,验证了该新方案的正确性。最后,文章讨论了光伏微电网的孤岛检测技术,在介绍了微电网的孤岛效应以及孤岛检测方法的同时,文章提出了一种便于工程实践的基于LCL滤波装置短路的孤岛检测新方案,最后通过Matlab/Simulink仿真,验证了该新方案的正确性与可靠性。
【关键词】：光伏发电系统 光伏储能系统 暂态特性 继电保护 孤岛检测
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-13
• 1.1 研究背景和意义9
• 1.2 国内外研究现状及发展动态分析9-11
• 1.3 本文主要研究内容11-13
• 第2章 光伏并网发电系统建模与仿真13-26
• 2.1 太阳能电池原理及参数13-14
• 2.2 光伏发电系统最大功率追踪控制14-16
• 2.2.1 光伏发电系统最大功率追踪技术基本原理14
• 2.2.2 最大功率点跟踪技术控制策略14-16
• 2.3 光伏储能系统16-18
• 2.3.1 蓄电池电路模型介绍16-17
• 2.3.2 蓄电池充放电的控制方式17-18
• 2.3.3 蓄电池容量的选取18
• 2.4 三相光伏并网逆变器数学模型18-20
• 2.5 三相光伏并网系统控制策略及稳态仿真分析20-25
• 2.5.1 基于电网电压定向的矢量控制策略简介20-23
• 2.5.2 含有储能系统的光伏并网系统仿真分析23-25
• 2.6 小结25-26
• 第3章 光伏并网系统的故障特性研究26-33
• 3.1 三相接地短路故障特性分析26-28
• 3.1.1 含有光伏储能系统的三相短路接地故障分析26-27
• 3.1.2 不含光伏储能系统的三相短路接地故障分析27-28
• 3.2 单相接地短路故障的仿真28-30
• 3.2.1 含有光伏储能系统的单相短路接地故障分析28-29
• 3.2.2 不含光伏储能系统的单相短路接地故障分析29-30
• 3.3 两相短路故障的仿真30-32
• 3.3.1 含有光伏储能系统的两相短路的故障分析30-31
• 3.3.2 不含光伏储能系统的两相短路的故障分析31-32
• 3.4 小结32-33
• 第4章 光伏系统并网对配网保护的影响33-45
• 4.1 光伏发电系统并网后对配网电流保护的影响分析33-35
• 4.1.1 光伏并网发电系统的助增作用33-34
• 4.1.2 光伏并网发电系统的分流作用34
• 4.1.3 光伏并网发电系统接入后对原有三段式保护无影响分析34-35
• 4.2 光伏发电系统并网对配网自动重合闸的影响35-36
• 4.2.1 光伏发电系统并网对前加速重合闸保护的影响35
• 4.2.2 光伏发电系统并网对后加速重合闸保护的影响35-36
• 4.3 光伏发电系统并网对距离保护的影响36-39
• 4.4 光伏发电系统并网对反时限过流保护的影响39-40
• 4.5 光伏发电系统并网故障定位新方案40-44
• 4.5.1 配电网T形区域的定义40
• 4.5.2 方法实现步骤40-41
• 4.5.3 算例验证41-44
• 4.6 小结44-45
• 第5章 光伏微电网的孤岛检测技术研究45-53
• 5.1 微电网的概念及组成结构45
• 5.2 微电网中的孤岛效应45-52
• 5.2.1 孤岛效应45-47
• 5.2.2 孤岛检测方案47-48
• 5.2.3 基于LCL滤波装置短路的孤岛检测新方案48-52
• 5.3 小结52-53
• 第6章 总结与展望53-55
• 6.1 结论53-54
• 6.2 工作展望54-55
• 参考文献55-58
• 攻读硕士学位期间发表的论文和其他成果58-59
• 攻读硕士学位期间参加的科研项目59-60
• 致谢60

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