风电机组低电压穿越能力与风电场继电保护研究

【摘要】：当风力发电机的端电压降低到一定值以下而不脱离电网而继续维持运行时，并仍能为系统提供一定的无功以帮助其系统恢复电压的能力称作是低电压穿越能力。 首先，在分析目前世界各国的有关风电场继电保护的配置情况的基础上，指出了风电机组继电保护、变流器的继电保护选择性或适用性存在的不足，并且指出了在风电场自身保护和系统保护的动作切除产生的故障之前，风电机组就已经脱网，而且将风电网等价于单侧电源的输配电网络，常没有考虑风电机组对系统短路的作用。 其次，对所构建的风电机组低电压穿越能力及其相关系统继电保护之间配合的实现进行深入分析研究，这主要包括模型建立、各模块基本理论及其相应计算方法、验证分析等；在认真研究风电机组输出线以外的输电系统的元件故障、风电机组输出线的故障、风电场自身电网的故障以及风电机组产生故障的基础上，验证输电系统继电保护以及风电场自身保护所应有的配合关系。 当整个电网出现故障时，具有低压穿越能力的风电机组通常是不会脱网的，因为它能直接忽略保护的动作时间，并且会与配套的继电保护之间形成密切的合作关系，直到故障消失后才会恢复正常。所以说，具有低电压穿越能力的风电机组能够确保机组在遇到电压突然降低的状况时尽最大可能与电网相连接，以维持正常的发电状态，以免电网出现更严重的故障。这不但能够降低风电机组对电网的冲击，同时还能使风电机组在故障时反复并网的次数降到最低。 【关键词】：低电压穿越能力 继电保护 风电机组 并网
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM77;TM614
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 课题背景9-10
• 1.2 国内外风电发展状况10-13
• 1.2.1 国外风电发展状况10-11
• 1.2.2 国内风电发展状况11-13
• 1.3 课题研究内容13-14
• 第2章 风力发电机组低电压穿越测试研究14-26
• 2.1 低电压穿越能力14-16
• 2.2 低电压穿越能力仿真试验16-23
• 2.2.1 基于实时数字仿真器的闭环试验平台建立16-18
• 2.2.2 低电压穿越仿真测试点选取18
• 2.2.3 低电压穿越仿真测试数据18-22
• 2.2.4 试验结论22-23
• 2.3 低电压穿越能力现场检测23-25
• 2.3.1 35kV 低电压穿越测试设备接线原理23
• 2.3.2 低电压穿越测试设备23-24
• 2.3.3 测试步骤24-25
• 2.3.4 测试结果25
• 2.4 本章小结25-26
• 第3章 风力发电机组继电保护研究26-37
• 3.1 风电场继电保护配置及整定26-28
• 3.1.1 风电场继电保护的配置26
• 3.1.2 风电场继电保护整定26-28
• 3.2 低电压穿越特性及与保护动作时间关系28-30
• 3.2.1 给输配电系统的继电保护留下一定的动作时间29
• 3.2.2 保证风电机组保护可靠不出现误动作29-30
• 3.2.3 有选择性切除故障元件30
• 3.3 当前风电场保护配置存在的问题30-34
• 3.3.1 风电场机组的保护31-33
• 3.3.2 风电场内部电网保护33-34
• 3.4 继电保护的部分改进34-36
• 3.4.1 对单风电机组本体保护的改进34-35
• 3.4.2 风电场内部继电保护的改进35
• 3.4.3 发挥低电压穿越能力保护动作时序的作用35-36
• 3.5 本章小结36-37
• 第4章 大型风电场对系统保护的影响研究37-44
• 4.1 风电场线路保护装置闭环试验模型建立37-38
• 4.2 风电场线路保护装置闭环试验平台搭建38
• 4.3 风电场线路保护装置闭环试验项目38-39
• 4.4 试验结果分析39-42
• 4.4.1 风电场弱电源特性影响保护动作性能分析40-41
• 4.4.2 DFIG 风机特性影响保护动作性能41-42
• 4.5 针对 DFIG 机群接入系统的保护改进对策42-43
• 4.6 本章小结43-44
• 第5章 结论及展望44-45
• 参考文献45-47
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况47-48
• 致谢48-49
• 作者简介49

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