光伏并网对配电网继电保护的影响分析

光伏电源通过配电网并网发电,并网后的配电网会发生结构变化,造成电网中的潮流分布和短路电流发生改变,进而影响线路中继电保护设备的正常运行。本文研究了光伏电源接入后对线路中继电保护所产生的影响,通过仿真分析配电网中光伏电源不同容量和短路故障不同位置对电网短路电流所产生的影响,并进一步研究其对三段式电流保护的影响。     

光伏并网对地区电网继电保护的影响

分布式光伏的并网使地区电网变为多电源发散式网架结构,原有的单电源辐射电网的继电保护受到明显影响,通过电磁暂态仿真(PSCAD)软件建立模型,详细分析了光伏并网后故障位置不同、光伏并网位置不同对配电网保护的影响,及光伏并网对配电网重合闸的影响,发现并网光伏对其上游馈线有汲出作用,对下游馈线有助增作用;在特定故障状态下,光伏并网点及其下游馈线存在孤岛的效应;光伏并网前后其他馈电线路的短路电流无明显影响;同时光伏并网后,其所在馈线存在开关重合失败,存在事故范围扩大的可能。     

光伏电源对IEEE 34节点测试馈线过电流保护的影响

以IEEE 34节点测试馈线为研究对象,加入重合器和熔断器等过电流保护设备,在特定位置接入不同容量的光伏电源,利用PSCAD软件进行仿真,就短路电流和保护之间的协调性,研究光伏电源对过电流保护设备的影响。为此进行了多种故障仿真,以验证接入光伏电源后,电网的保护设备之间的协调性是否改变。仿真结果表明：并不是电网中的所有位置接入光伏电源,都会对保护产生影响,只有在特定位置接入光伏电源时,才会使某些保护失去选择性,导致其误动或拒动。     

覆冰不平衡张力计算分析

以IEEE 34节点测试馈线为研究对象,加入重合器和熔断器等过电流保护设备,在特定位置接入不同容量的光伏电源,利用PSCAD软件进行仿真,就短路电流和保护之间的协调性,研究光伏电源对过电流保护设备的影响。为此进行了多种故障仿真,以验证接入光伏电源后,电网的保护设备之间的协调性是否改变。仿真结果表明：并不是电网中的所有位置接入光伏电源,都会对保护产生影响,只有在特定位置接入光伏电源时,才会使某些保护失去选择性,导致其误动或拒动。     

光伏并网系统故障二次谐波产生机理及其对变压器保护的影响

光伏发电系统通过逆变器矢量控制并网,其短路暂态特性异于传统电源。电网发生故障时,光伏系统输出电流中可能含有二次谐波,接入弱电网时二次谐波的影响不可忽略。以光伏并网发电系统对称故障条件为例,首先分析基于锁相环的三相并网逆变器单频率输入双频率输出的现象产生机理。其次在综合考虑并网控制及系统低电压穿越策略切换的影响基础上,分析故障暂态过程中电流二次谐波产生机理并推导二次谐波解析表达式。指出在变压器区内故障时光伏并网系统产生的二次谐波可能威胁变压器差动保护的可靠性。最后基于PSCAD/EMTDC仿真验证理论分析的正确性,为后续光伏发电系统接入后的电网继电保护适应性分析提供参考。     

并网光伏电站的PSASP/UPI仿真建模及分析

针对光伏电站和电网之间的交互影响,研究了适用于电网暂态分析的光伏电站模型,建立了含光伏阵列、逆变器、滤波器及控制保护系统的并网光伏电站暂态模型,并应用Matlab实时工具包模块和VC++语言生成了可被PSASP调用的自定义模型,仿真研究了并网光伏电站出力变化对电网影响及电网故障对以不同方式接入电网的并网光伏电站的影响。结果表明,该模型可用于光伏电站与电网的联合仿真。大规模光伏电源集中接入会引起电网电压波动;电网故障可能触发光伏电站脱网,使故障扩大;且在负荷母线集中接入方式下对电网电压及暂态稳定的影响更大。     

光伏发电并网规划综合评价模型及其应用

在揭示光伏发电并网对传统电网规划模式的影响机制与作用原理的基础上,深入分析光伏电源接入对电网安全性、可靠性、经济性、环境效益的改善效果,提出传输功率缓解度、系统电压改善率、环境改善率等一系列综合性量化指标,构建了一套较完整的光伏发电并网规划综合评价指标体系.提出了光能不可用频率和光能不可用平均持续时间两项新指标以评价光伏系统能量供给的稳定程度.采用基于信息熵修正的权重确定方法,并利用群决策层次分析法实现对光伏发电并网规划的综合评判决策.仿真计算结果表明,本文方法能够全面、有效地反映光伏电源并网后对电网规划运行的影响,可为灵活规划光伏电源位置和容量提供重要的参考依据.     

光伏并网对地区电网线损的影响

针对当前以光伏电源为代表的分布式能源的快速发展给地区电网线损带来较大影响的现状,首先对光伏电源并网对线路线损的影响进行相应的公式推导,其次以吉林省光照充足的某地区为例,进行光伏电源并网的线损理论计算分析。分析光伏电源在接入位置、接入电压等级、接入容量这几个方面对地区电网线损的影响,指出光伏电源并网应优先选择电压等级最高的节点,且所接节点负荷的比重尽可能大,电源容量占地区负荷的总量20%~40%为最优线损选择方案。     

江西电网光伏电源规模化接入的对策探讨

介绍了国内外太阳能光伏发电的研究与应用现状,结合太阳能光伏发电的原理与主电路结构,详细分析了光伏并网中可能出现的电压偏差、电压波动、谐波与直流偏磁、不平衡和故障状态及保护配置等方面的问题。阐述了江西省太阳能资源的分布和近期的规划建设情况,以拟建设的新余10MW光伏并网电站为例,初步探讨了其并网可能产生的影响。针对江西电网光伏电源可能出现的规模化接入问题,从技术研究和管理手段两方面提出了相应建议。     

光伏电源接入配电网对馈线继电保护的影响

光伏电源作为分布式电源的一种,逐渐成为重要的电力电源形式。大规模的光伏并网电站(Photovoltaic或PV)接入配电网后,单端供电配电网络变成双端甚至多端网络,使得配电网中的潮流分布发生根本变化,从而发生短路故障时可能引起保护误动或拒动。本文以PV电源通过10kV馈线接入配电网为例,利用短路电流计算公式计算短路电流大小,分析了对馈线电流保护以及重合闸等继电保护所带来的影响。指出对馈线继电保护的影响程度与PV电源容量大小和位置等相关。     

一种基于HHT的光伏并网发电系统保护方法

当光伏发电系统所连电网发生短路故障时,光伏电源的故障电流会发生暂态突变,但由于逆变器控制电路的保护作用,短路电流的幅值较小,因而传统的保护方法对光伏并网发电系统不一定适用。为寻求适合光伏并网发电系统的保护方法,建立了基于PSCAD/EMTDC的光伏并网发电系统仿真模型,对其短路电流的特性进行了仿真分析,利用希尔伯特-黄变换(HHT)对故障电流的波形进行分解,提出一种基于HHT的光伏并网发电系统保护方法,并进行了算例分析。结果表明,在含有光伏发电的电网发生短路故障时,该保护方法具有一定的有效性和可行性。     

基于模糊故障树的光伏并网微型逆变器故障识别方法研究

为缩短光伏并网微型逆变器故障提取时间、提升采样精度和效率,基于模糊故障树研究光伏并网微型逆变器故障识别方法。首先利用模糊故障树方法对光伏并网微型逆变器进行故障映射,建立故障底事件与顶事件之间的联系;然后通过小波包变换提取光伏并网微型逆变器故障特征;最后通过构造SOFTMAX光伏并网微型逆变器故障多分类器,实现对光伏并网微型逆变器故障的识别。设计仿真实验,结果证明,在有功功率为3～12 kW的范围内该方法的采样时间较短,且采样精度和采样效率较高,在光伏并网微型逆变器故障识别方面具有优越性能。     

光伏并网系统送出线路不对称故障的差动保护灵敏度研究

针对光伏并网发电系统的故障特性,分析了在并网送出线路发生不对称跌落时,比率制动特性差动保护在光伏逆变器有无无功补偿条件下的灵敏度。结果表明,在无功补偿状态下,光伏并网发电系统送出线部分的传统比率制动特性差动保护灵敏度下降。通过比较传统比率制动特性曲线的整定方式,不过原点的特性曲线在灵敏度的方面具有更大优势。在此基础上,考虑到不对称故障中零序电流受故障电阻和负荷电流影响小及低电压穿越(LVRT)期间以电网电压正序分量定向的逆变器控制策略,零序电流作为保护判据的传统比率制动式差动保护,由于不受无功补偿电流的影响且保护动作整定值较小,具有更高的灵敏度,作为光伏送出线路的保护效果更佳。通过Simulink搭建光伏并网发电系统仿真模型验证了这一结论。     

基于特征值指标的光伏并网系统静态电压稳定性

随着可再生能源的持续发展,光伏电站呈规模化并网趋势,但光伏并网的无序化发展会诱发光伏并网系统静态电压失稳风险。基于此,本文首先利用光伏的等效导纳构建了光伏规模化并网系统的等效模型,将光伏并网对静态电压稳定性的影响量化为光伏等效导纳对导纳矩阵特征值的影响,得出导纳矩阵最小特征值减小会恶化光伏并网系统的静态电压稳定性的结论。随后,提出了基于特征值-有功灵敏度的光伏并网系统静态电压稳定性评估指标,并且考虑导纳矩阵与光伏并网系统网络拓扑间的强相关关系,进一步分析了网络拓扑对静态电压稳定性的影响,从交流和直流两个角度提出了能够提升静态电压稳定性的光伏并网方案,得出合理改变输电网络拓扑能够提升光伏并网系统静态电压稳定性的结论。最后,基于14节点系统算例验证了本文提出的特征值指标和光伏并网方案利于保障光伏规模化并网系统的静态电压稳定性,推动光伏有序并网。     

光伏电站主变压器比率差动保护对单相接地短路故障的适应性分析

结合逆变器控制策略及我国对光伏并网逆变器低电压穿越的最新要求,分析了光伏电站主变压器发生单相接地短路故障时短路点故障电流的变化规律。在此基础上,计及主变压器绕组接线方式的影响,根据具有比率制动特性的差动保护原理,研究了差动电流与制动电流的变化规律。进一步通过计算差动电流与制动电流之比,分别从过渡电阻大小、光伏电站并网容量等方面定量分析了主变压器比率差动保护在该故障情况下的适应性。理论分析和仿真验证结果均表明,受控制策略的影响,当光伏电站主变压器两侧出口处分别发生单相接地短路故障时,主变压器比率差动保护灵敏度显著降低,并存在拒动风险。     

光伏电源经新能源同步机并网的仿真研究

针对大规模光伏接入电网带来的稳定性问题,提出光伏电源经新能源同步机MGP并网的解决方法。目前对于MGP的研究仍集中于理论分析与实验室单机模型阶段,尚未得出可用于电磁暂态仿真分析的系统模型。为研究各工况下MGP运行的电磁暂态特性,基于MGP理论研究及同步电机对轴系连接关系,在PSCAD/EMTDC软件中搭建110 kW光伏电源通过MGP并网的仿真模型,分析了新能源侧功率变化与电网侧电压故障对MGP系统稳定性的影响,仿真结果表明MGP在故障工况下具备稳定运行及故障隔离能力,验证了仿真模型的合理性与实用性。     

居民太阳能光伏发电并网引起的问题研究

居民太阳能光伏发电有其特殊性,有必要研究其并网对电网产生的影响。通过对居民太阳能光伏发电并网设备及其结构的介绍,分析了居民太阳能光伏发电并网可能带来的管理、电能计量等方面的问题,并相应提出了解决问题的办法和建议。     

配电网站域式快速线路保护方案及其实现

为解决现有配电线路保护越级跳闸、动作时限长以及分布式电源(distributed generation, DG)并网后保护不适用等问题,提出了配电网站域式快速线路保护及其实现方案。首先,采用基于连接点路径搜索的拓扑模型解析方法,并构建基于单向邻接矩阵的拓扑描述模型,形成保护应用拓扑矩阵。然后,分析随机投退的多类型DG并网系统相间和接地短路时的故障特征,并提取故障定位有效信息,形成故障信息矩阵。综合保护应用拓扑和故障信息生成故障定位矩阵,提出故障定位判据。最后,设计开发保护成套装置,并利用已研制样机进行基于RTplus平台的试验。试验结果证明配电线路不同位置发生不同类型故障时保护出口时间不超过60 ms,目标终端接收到跳闸命令并控制相应断路器跳闸,保护速动性和选择性要求均能得到满足。     

太阳能光伏发电市电并网电站的应用

从设计及应用等角度对太阳能光伏发电市电并网电站进行了分析.对太阳能光伏发电市电并网电站的太阳能电池板阵列、并网逆变器和防雷装置3个组成部分进行了介绍.给出了其在某工程中的具体应用案例,指出太阳能光伏发电市电并网电站可用于建筑物应急照明系统中.