光伏电站防孤岛策略与系统研究

发布时间：2020-06-14 12:32

【摘要】：随着光伏发电的发展,光伏并网发电系统的规模与数量逐渐增大,特别是大规模、专线接入电网的光伏电站日益增多,当电网发生故障时,光伏电站将运行在孤岛状态,此时由于电网断电,孤岛中的电压和频率失去了参考,将会发生较大波动,对电网和用户设备造成损坏;电网恢复供电时,发电系统的输出电压相位有可能与电网不同步,引起较大的电流冲击,损害光伏电站发电装置和负荷侧设备,甚至导致电网再次跳闸。因此,研究快速可靠的系统侧光伏电站防孤岛方法和保护措施具有十分重要的现实意义。本文基于盐城电网的实际情况,开展了以下研究工作:首先,分析了当前光伏发电的应用现状和前景,探讨了光伏防孤岛策略研究的意义,并开展了大量的文献分析和研究,对光伏孤岛检测技术和防孤岛策略的研究现状进行了分析。其次,基于盐城电网光伏电站的统计数据,开展了盐城电网光伏电站的发展现状和未来规划分析,并且在盐城电网光伏发电高渗透的背景下,对盐城电网光伏发电的安全稳定性进行了分析,提出了可能存在的安全稳定问题和解决的方案。接着,对光伏孤岛检测技术开展了研究,介绍了三种常用的主动式检测方法,并提出了一种基于模糊控制的改进功率扰动法孤岛检测技术,减小了对系统的扰动强度,同时提高了防止虚假孤岛保护的能力,使孤岛检测性能有所提升。最后,对光伏防孤岛系统的软件平台进行了设计,从硬件配置、工作原理、电气量测量、装置起动条件和故障类型判据五个方面进行了防孤岛安稳装置研究,在此基础上构建了光伏防孤岛系统,以盐城电网110kV益林变为例,进行了光伏防孤岛装置动作过程与机理分析,验证了防孤岛系统的有效性和可靠性。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM615
【图文】：

光伏电站,光伏发电,装机容量,容量

图 1-1 江苏 13 地市 2017 年预计新增光伏发电容量盐城地区光伏电站总装机容量约占全省的25%，而2017 年预计新增装机容量在了全省首位，目前盐城地区新能源发电占比高达总装机容量的16%，光伏发容量、新增容量及人均容量均为全省首位，光伏发电稳定与否，已经直接关系城电网的安全稳定运行，因此迫切需要开展光伏孤岛检测和防孤岛策略研究。.2.2 光伏电站防孤岛策略研究意义由于并网光伏电站将光伏电池阵列输出的电能经逆变器输送给电网，为了大电网的可靠运行，必须满足并网的技术要求。对于并网光伏电站而言，除考虑通常系统正常运行时可能出现的功率器件过电流、电网过电压、电网欠等故障之外，还需要考虑一种特殊的故障，就是孤岛效应[3]。所谓的孤岛效应是指：在分布式发电系统并网运行时，当电网因故障异常电检修而断开时，用户侧的分布式发电系统没能及时检测出停电或检修的

装机容量,盐城市,光伏发电,比例

2015 79.66 22 57.66 32 2 302016 94.36 22 72.36 50 2 48表 2-2 2011-2016 盐城市光伏发电量及其占全市供电量比例年份光伏发电量/亿千瓦时全市供电量/亿千瓦时光伏发电量占比2011 0.63 181.41 0.35%2012 2.44 221.86 1.10%2013 3.04 270.77 1.12%2014 5.68 272.96 2.08%2015 9.57 273.39 3.50%2016 10.91 282.60 3.86%盐城光伏电站数量从 2011 年的 5 座增加至 2016 年的 50 座，光伏发电量与全市供电量占比从 2011 年的 0.35%增加至 2016 年的 3.86%。与全省其它地市光伏电站装机容量相比，盐城光伏也遥遥领先，自 2011 年起，与全省光伏电站装机容量相比，最高占比达到 42.38%，近两年来稳定在全省装机容量的 1/4 左右。历年装机容量及占全省比例如下图所示。

【参考文献】