發(fā)布時(shí)間：2020-09-26 18:59

　　 近年來(lái),以風(fēng)力發(fā)電和光伏太陽(yáng)能發(fā)電為代表的逆變型分布式發(fā)電技術(shù)在我國(guó)得到了大力發(fā)展。但是大量的逆變型分布式電源接入也給配電網(wǎng)帶來(lái)了如下新的問題:(1)逆變型分布式電源的故障輸出特性不同于傳統(tǒng)電網(wǎng)電源,受其控制策略的影響,其接入使配電網(wǎng)的故障特性發(fā)生了改變。(2)當(dāng)大量的逆變型分布式電源接入配電網(wǎng)中,配電網(wǎng)由傳統(tǒng)的單電源輻射狀網(wǎng)絡(luò)變?yōu)槎嚯娫垂╇姷膹?fù)雜網(wǎng)絡(luò),配電網(wǎng)原有的繼電保護(hù)裝置可能發(fā)生不正確動(dòng)作,從而影響配電網(wǎng)運(yùn)行的安全可靠性。為此,本文主要做了如下研究。首先,本文分析了正常狀態(tài)下逆變型分布式電源的工作原理和并網(wǎng)控制策略。在此基礎(chǔ)上,針對(duì)電網(wǎng)三相電壓不對(duì)稱狀態(tài)下正負(fù)序分量之間存在相互耦合的關(guān)系,研究了在配電網(wǎng)故障下的逆變型分布式電源并網(wǎng)控制策略:正、負(fù)dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的雙電流環(huán)控制�；诖丝刂撇呗�,系統(tǒng)可以在電網(wǎng)電壓不平衡時(shí)抑制逆變型分布式電源輸出電流中的負(fù)序分量,改善其輸出電流的波形。此外,為滿足并網(wǎng)規(guī)程的要求,本文研究了一種逆變型分布式電源的低電壓穿越運(yùn)行控制策略。在Matlab/Simulink中對(duì)上述原理進(jìn)行仿真驗(yàn)證,仿真結(jié)果表明本文所提出的具有低電壓穿越能力的逆變型分布式電源,在電網(wǎng)電壓對(duì)稱或不對(duì)稱跌落期間其輸出的電流中都僅含有正序分量,且能對(duì)電網(wǎng)提供足夠的無(wú)功支撐,滿足并網(wǎng)要求。其次,分析了傳統(tǒng)電網(wǎng)故障分析方法應(yīng)用于逆變型分布式電源接入的配電網(wǎng)時(shí)存在的問題。針對(duì)本文所提出的低電壓穿越控制策略,將逆變型分布式電源等效為壓控電流源模型。在此基礎(chǔ)上,建立了含該類逆變型分布式電源的電網(wǎng)故障分析方法。通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了本文所提出的故障分析方法的可行性。最后,詳細(xì)分析了逆變型分布式電源接入對(duì)配電網(wǎng)現(xiàn)有電流保護(hù)的影響,并據(jù)此提出了按照分布式電源接入的不同位置將配電網(wǎng)分為三個(gè)區(qū)域(逆變型分布式電源所在饋線的上游區(qū)域、下游區(qū)域和相鄰饋線區(qū)域)然后分別進(jìn)行保護(hù)設(shè)計(jì)。對(duì)其下游的區(qū)域,考慮到逆變型分布式電源提供的最大短路電流對(duì)現(xiàn)有保護(hù)整定值進(jìn)行重新設(shè)計(jì),并針對(duì)新的整定方法進(jìn)行了相應(yīng)的靈敏度校驗(yàn);對(duì)其上游以及相鄰饋線區(qū)域,根據(jù)逆變型分布式電源與傳統(tǒng)電源的區(qū)別,設(shè)計(jì)了一種新的適應(yīng)于逆變型分布式電源的功率方向元件,并綜合利用了方向元件和級(jí)聯(lián)閉鎖對(duì)其進(jìn)行保護(hù)。最后,通過仿真驗(yàn)證了本文所提出的保護(hù)方法的可行性。本文所做工作為逆變型分布式發(fā)電技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提供了基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TM46;TM73
【部分圖文】：

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源在人類社會(huì)生活中占有越來(lái)越重之而來(lái)的卻是對(duì)資源的浪費(fèi)以及對(duì)環(huán)境的污染[1]。進(jìn)入 21 世成為各國(guó)重點(diǎn)關(guān)注的問題之一。為了減少化石類能源的使用，世界上許多國(guó)家都提出了開發(fā)和利用分布式發(fā)電的政策和措施等為代表的接入配電網(wǎng)的分布式電源(Distributed Generation，當(dāng)前各國(guó)競(jìng)相研究的熱點(diǎn)，而其中最常見的分布式電源即為通接入電網(wǎng)的逆變型分布式電源(Inverter-based Distributed Gene IBDG[2]。的能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃將發(fā)展利用可再生能源的分布式發(fā)內(nèi)容納入其中。預(yù)計(jì) 2050 年，我國(guó)能源消耗總量將達(dá)到 240炭發(fā)電量可達(dá) 960GW，水力發(fā)電量 360GW，核電發(fā)電量 26量 120GW，剩余的 720GW 則由可再生能源發(fā)電補(bǔ)充（如圖、風(fēng)力發(fā)電為主[3]。因此，作為利用可再生能源發(fā)電的逆變型未來(lái)電力產(chǎn)業(yè)中重要的組成部分。2050年中國(guó)能源結(jié)構(gòu)

(e) II 段靈敏度與 IBDG 容量和上游線路長(zhǎng)度的關(guān)系圖 5-21 下游區(qū)域保護(hù) 3 電流 II 段靈敏度校驗(yàn)關(guān)系圖Figure 5-21 The sensitivity check of protection 3 current I section in the downstream 圖 5-21(a)為下游區(qū)域保護(hù) 3 電流 II 段整定值與下一級(jí)線路保護(hù) 4 電相配合時(shí)，保護(hù) 3 電流 II 段靈敏度系數(shù)IIsenK 隨 IBDG 容量變化的關(guān)系圖為保護(hù) 3 電流 II 段整定值與下一級(jí)線路保護(hù) 4 電流 II 段相配合時(shí)，保護(hù)II 段靈敏度系數(shù)IIsenK 隨 IBDG 容量變化的關(guān)系圖。根據(jù)三段式電流保護(hù)原求其 II 段靈敏度系數(shù)IIsenK ≥1.25。根據(jù)圖(a)所示在 IBDG 容量大于 2MW度將不滿足要求。故在 IBDG 容量小于 2MW 時(shí)，保護(hù) 3 電流 II 段整定值保護(hù) 4 電流 I 段相配合。在 IBDG 容量大于 2MW，需要保護(hù) 3 電流 II 段可以與保護(hù) 4 電流 II 段相配合。由圖 5-21(c)知，電流 II 段靈敏度系數(shù)IIsenK 隨上游區(qū)域線路長(zhǎng)度(lAB)而減小。同樣，由圖(d)知，電流 II 段靈敏度系數(shù)IIsenK 隨線路(lBC)長(zhǎng)度增小。因此，為滿足保護(hù) II 段靈敏度要求，需要綜合考量分布式電源的接與容量。

【參考文獻(xiàn)】

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