电网故障期间并网光伏电站的运行策略研究

【摘要】：随着新能源发电技术的发展，光伏系统接入电网的容量越来越大。作为新的发电单元，光伏电站的运行策略对所接入的电网有着重要影响。为了更好地保障电网的安全稳定运行，当所接入的电网发生故障时，光伏电站有必要根据准确的故障定位进行故障穿越或孤岛保护等决策。本文分析了光伏电站的孤岛保护技术和低电压穿越技术的应用场景和技术要求，研究了电网故障时刻光伏电站的相关运行策略。 针对光伏电站的孤岛保护问题，本文在介绍了两种常用孤岛检测方法（主动移频式孤岛检测法和基于Q-f下垂曲线的孤岛检测方法）检测原理的基础上分析了这两种方法的孤岛检测效果及其对电网的影响。基于主动移频法，分析和仿真结果表明，该方法在负载品质因数较大的情况下，需要设计较大的截断系数以保证检测效果，从而造成较大的并网电流畸变。而引入正反馈的主动移频法对于负载品质因数较大时的负载同样适用，只要正反馈系数足够大，可以完全消除检测盲区，且导致的并网电流畸变较小。而对于基于Q-f下垂曲线的孤岛检测法，分析和仿真结果表明，该方法的孤岛检测时间与无功扰动系数及负载品质因数有关，无功扰动系数越大，孤岛检测时间越短，同时对并网电能质量的影响也越大；负载品质因数越大，所需的孤岛检测时间越长，所需的无功扰动量也越大。此外，本文还通过仿真验证了这两种方法在多机系统下的孤岛检测效果。 针对光伏电站的低电压穿越问题，本文研究了电网对称短路故障下光伏电站在低电压穿越期间功率注入对并网点电压的支撑作用。理论分析和仿真结果表明，故障期间光伏电站的功率注入能够一定程度上支撑并网点电压，在光伏渗透率大的情况下这种支撑作用更加明显。为了获得最大电压支撑效果，光伏逆变器输出有功和无功功率应按照电网阻抗的阻抗比分配（P/Q=R/X）。该结论能够对故障期间光伏电站的功率注入策略起到一定的指导作用。 光伏电站的孤岛保护和低电压穿越有各自的适用场景：小型光伏电站优先进行孤岛保护，而大型光伏电站优先进行故障穿越。而对于接入用户内部电网的中型光伏电站，电网故障时刻光伏电站的运行策略尚未形成统一规定。为了保障电网的安全稳定运行，本文提出了一种基于光伏渗透率计算的孤岛保护和低电压穿越的协调配合策略。实时的渗透率大小可以通过分布式数据监测和采集系统来获得相关电气信息，根据光伏系统输出容量以及电网到并网点之间的等效阻抗来计算。 此外，对于并入输电网的大型光伏电站，标准规定其必须配备一定的无功设备。本文通过仿真分析验证了当电网发生故障时，无功设备对并网点电压具有一定的支撑作用。仿真研究表明，附加STATCOM装置能够有效地提高并网点电压水平，从而起到改善低电压穿越能力的作用。 【关键词】：光伏电站 孤岛保护 低电压穿越 电网稳定 电能质量 无功支撑
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-10
• 1 绪论10-21
• 1.1 选题背景和研究意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-20
• 1.3 本文研究内容20-21
• 2 光伏电站的孤岛保护及其对电网的影响21-35
• 2.1 主动移频式孤岛检测法的检测效果及其对电网的影响21-27
• 2.2 基于 Q-f 下垂曲线的孤岛检测方法及其对电网的影响27-34
• 2.3 本章小结34-35
• 3 光伏电站低电压穿越及其对电网的影响35-48
• 3.1 低电压穿越期间光伏电站功率注入对并网点电压的支撑作用35-39
• 3.2 光伏电站接入电网 Pscad 模型39-41
• 3.3 仿真结果及分析41-47
• 3.4 本章小结47-48
• 4 电网故障期间光伏电站的运行策略分析48-57
• 4.1 孤岛保护和低电压穿越的协调配合策略48-51
• 4.2 电网故障期间无功设备对电压的支撑作用研究51-56
• 4.3 本章小结56-57
• 5 全文总结与展望57-59
• 5.1 全文总结57-58
• 5.2 未来研究展望58-59
• 致谢59-60
• 主要参考文献60-65
• 附录1 攻读硕士学位期间发表论文目录65-66
• 附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目66

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

深圳1兆瓦并网光伏电站发电    许洪华

云南德援光伏电站    张跃;马勇刚;李自应;

发改委:中国将建设首个大型沙漠光伏电站    

国内将兴建首座普及型光伏电站    曾星;

发改委称国家将在甘肃建首个大型沙漠光伏电站    章从福;

山东省最大光伏电站将建成    

我国第二批光伏电站特许权招标最低价曝光    

国内规模最大光伏电站年底发电    

国内最大光伏电站在济宁并网    

全球最大光伏电站项目已获准启动    

乌兰并网光伏电站设计体会    杨建;杨宇东;胡会永;史红丽;

光伏电站接入电网影响分析    顾文;王红星;徐敦彬;陈士军;

上海崇明前卫江南体育在线直播观看 电站的运行实践和成果    潘捷;任浩翰;戴成鸿;周彬;

分布式光伏电站的数据采集研究    许颖文;陆成;

中德财政合作青海太阳能项目光伏电站设计与运行    刘宏;李田珍;岳兴华;

基于机理模型的并网光伏电站实时效率分析    陈祥;

基于机理模型的并网光伏电站实时效率分析    陈祥;

光伏电站与配电网谐波交互影响    谢宁;罗安;马伏军;陈燕东;帅智康;

光伏电站信息化管理系统研发    王民浩;谢小平;余荣祖;王霁雪;郭雁珩;易跃春;杨存龙;魏显贵;李伟宏;原向阳;曹海滨;庞秀岚;

大型并网光伏电站的设计与探讨    陈祥;

大成硅1MW光伏电站项目获批    王东芹　余宽平

中利科技光伏电站业务快速增长    记者 胡义伟

青海百兆瓦光伏电站集成技术研究取得新进展    记者 贾明

西班牙光伏商投资日本光伏电站    王林

中盛光电承建罗马尼亚最大光伏电站    李伟

航天机电“瘦身”聚焦光伏电站建设    本报记者 李晓辉

中国企业进军海外光伏电站市场    记者 李钊

光伏电站建到加拿大    记者 周建越

光伏电站的“春天”也需谨慎    记者 张旭东

江西晶科能源与国开行建海外光伏电站    李瞧

大型光伏电站故障检测与控制技术    马聪

电网接纳光伏电站并网运行的适应性及对策研究    李乃永

大型光伏电站逆变器并网控制策略及稳定性分析    杨明

计及相关性的含风电场和光伏电站电力系统可靠性评估    秦志龙

太阳能发电随机生产模拟及其可信容量评估    钟宝华

光伏电站建设对靖边县土壤、植被的影响研究    王涛

基于LabVIEW的光伏电站数据监测系统研究    徐晓龙

并网光伏电站的无功电压控制研究    戴智慧

大型地面光伏电站发电系统监测的研究    杨智琳

大型光伏电站并网频率控制策略研究    赵蓓

甘肃某100MW光伏电站接入系统方案研究    薛国斌

光伏电站功率性能分析与研究    武晓宁

光伏电站监控系统技术的研究    扈聪

含光伏电站的配电网可靠性研究    杨聪