内蒙古电网防止大规模风电脱网的保护配置及整定方案

【摘要】：风电具有局部地区风能短期的随机波动性、风能密度的不稳定性、不同类型风机运行风力区间受限,以及风机有限的无功出力调节能力等特性;同时由于内蒙古独特的地理结构和风资源分布特点,风电富集地区通常均远离负荷中心,风电输电半径较长,需要采用大规模、高电压等级、远距离、汇集接入方式接纳和输送风电。内蒙古电网本身的各类型电源发电出力远大于地区自有负荷,其与华北电网的连接断面始终呈现单方向送出潮流,是特大型的送端电网。国内目前还没有针对大规模风电接入系统的继电保护的配置和整定指导原则,但工程实际迫切需求相关技术支持。综合以上因素,特别是各类风机的并网特性显著区别于常规的同步发电机组,当发生电网事故时由于保护配置和整定不合理,出现大规模风机脱网现象将影响电网安全稳定。 通过深入分析内蒙古电网接纳风电的典型特点,特别是事故状态下继电保护的动作情况和风电机组的响应特性,从典型事故案例入手研究导致内蒙古电网大规模风机脱网的基本原因和普遍规律。利用实时数字仿真系统RTDS建立了双馈式风机群的风电场系统模型;在此基础上,对现有的主要继电保护装置进行了闭环仿真测试。研究和制定出新的适用于内蒙古电网、能防止大规模风电脱网的继电保护配置及整定方案。 本文研究制定了内蒙古电网防止大规模风电脱网继电保护配置及整定方案。根据风电场侧弱馈电源的特征,风电线路主保护应选用纵联差动为主保护的装置,避免选用需电压判据的距离和阻抗保护;风场35kV母线应加装母线保护、弧光保护等快速保护装置;主变35kV侧改为中性点经小电阻接地,同时风电集电线路保护投入零序保护等快速保护;压缩主变低压侧后备时限提高灵敏度;综合考虑风电机组低电压穿越能力、无功及电压调整能力,共同协调整定保护;严格规范风机控制器电气量保护的整定内容。 【关键词】：风电 数字实时仿真 继电保护
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM614;TM774
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-6
• 第一章 概述6-13
• 1.1 内蒙古风电基本情况6-7
• 1.2 内蒙古风电并网特点7-8
• 1.3 国外及国内相关研究情况8-10
• 1.4 内蒙古大规模风电接入的主要技术问题10-12
• 1.5 本课题的主要研究内容12-13
• 第二章 内蒙古风电大规模脱网典型事故分析13-22
• 2.1 内蒙古电网典型的大规模风电脱网事故案例13-15
• 2.2 案例1 事故的详细分析15-20
• 2.4 典型案例中大规模风电机组脱网事故存在的主要问题20
• 2.5 本章小结20-22
• 第三章 仿真分析大规模风电接入对系统继电保护影响22-46
• 3.1 基于数字实时仿真系统（RTDS）建立双馈式风机群的风电场系统模型22-24
• 3.2 仿真研究大规模风电机群对系统继电保护的影响24-36
• 3.3 仿真试验项目典型波形图36-41
• 3.4 仿真试验结果分析41-44
• 3.5 针对风电机群接入系统的保护改进对策44
• 3.6 本章小结44-46
• 第四章 防止内蒙古大规模风电脱网的继电保护配置及整定方案研究46-48
• 4.1 通过改变系统中性点接地方式改善保护配置46
• 4.2 保护定值的整定原则46-48
• 第五章 防止内蒙古大规模风电脱网的其他措施48-50
• 5.1 风电机组应该具备低电压穿越能力48
• 5.2 风电场应具备一定的无功调节能力48-49
• 5.3 风电场风机启停控制动方式应与系统调度方式配合49-50
• 第六章 总结50-51
• 参考文献51-53
• 发表论文和参加科研情况53-54
• 附录54-55
• 致谢55

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