基于風(fēng)電場LVRT特性的配電網(wǎng)保護(hù)方案研究.pdf

1、風(fēng)電接入配電網(wǎng)改變了配電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和潮流分布。含風(fēng)電的配電網(wǎng)的短路電流的大小、流向和分布受風(fēng)電場接入點、運行方式及故障穿越特性的影響，具有不確定性，為配網(wǎng)保護(hù)的整定計算帶來了一系列挑戰(zhàn)。目前配網(wǎng)的保護(hù)整定值不能適應(yīng)風(fēng)電場運行方式的多變性，保護(hù)動作時序不能與風(fēng)電場LVRT控制策略協(xié)調(diào)配合，影響風(fēng)電場的故障穿越能力和配電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。本論文依托國家自然科學(xué)基金項目“基于風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)規(guī)定及運行特征的自適應(yīng)保護(hù)研究”（項目編號：5126701

2、9）的資助，基于風(fēng)電場的LVRT特性，研究風(fēng)電接入對配電網(wǎng)保護(hù)的影響，在此基礎(chǔ)上提出適應(yīng)風(fēng)電運行特性配電網(wǎng)保護(hù)方案。主要研究內(nèi)容及特色如下：
　　（1）基于直驅(qū)永磁同步風(fēng)電機(jī)和雙饋風(fēng)電機(jī)兩種主流機(jī)型的數(shù)學(xué)模型，以PSCAD/EMTDC為平臺，分別建立了直驅(qū)永磁同步風(fēng)電機(jī)組、雙饋風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)仿真模型。在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建了兩種機(jī)型的LVRT模型。基于LVRT技術(shù)，仿真研究了風(fēng)電機(jī)組的LVRT特性。
　?。?）為研究具有LVRT能力

3、的風(fēng)電場對配電網(wǎng)保護(hù)影響，基于疊加原理，推導(dǎo)建立了配電網(wǎng)不同位置故障時的故障電流表達(dá)式，分析了風(fēng)電接入對配網(wǎng)饋線短路電流的影響。構(gòu)建仿真模型，仿真了風(fēng)電場接入點上游、下游及相鄰饋線故障時配網(wǎng)的故障電流特性。研究發(fā)現(xiàn)：風(fēng)電場汲流作用使上游保護(hù)處短路電流減小，可能導(dǎo)致保護(hù)拒動；風(fēng)電場助增作用使風(fēng)電場下游線路保護(hù)處短路電流增大，可能使保護(hù)失去選擇性。風(fēng)電場對相鄰饋線提供的助增電流很小，此時可以忽略風(fēng)電場的影響。
　　（3）針對目前35k

4、V聯(lián)絡(luò)線電壓保護(hù)整定值和電流保護(hù)II段的動作時間與風(fēng)電場LVRT能力存在不協(xié)調(diào)問題?；陲L(fēng)電場LVRT并網(wǎng)要求，研究了配電網(wǎng)不同位置故障時，風(fēng)電場PCC點電壓跌落程度和故障穿越時間。提出了基于故障穿越時間的風(fēng)電場聯(lián)絡(luò)線保護(hù)方案和保護(hù)判據(jù)，保證風(fēng)電場在系統(tǒng)故障期間能夠最大限度地并網(wǎng)運行。仿真分析了風(fēng)電場在故障穿越過程中對配電系統(tǒng)提供的短路電流的大小、持續(xù)時間及有功輸出，驗證本文保護(hù)方案的合理性與可行性。
　　（4）針對風(fēng)電場饋入配電

5、網(wǎng)故障電流大小及持續(xù)時間的不確定性，考慮重合時序?qū)︼L(fēng)電場LVRT影響，分析了配電網(wǎng)采用重合閘前、后加速方式時，風(fēng)電場LVRT最大運行范圍及對配電網(wǎng)保護(hù)的影響。提出并驗證了基于風(fēng)電場LVRT特性的配電網(wǎng)重合閘保護(hù)配合方案：含風(fēng)電場的主饋線采用重合閘后加速保護(hù)方式，不含風(fēng)電場饋線采用重合閘前加速保護(hù)方式；在風(fēng)電場下游區(qū)域引入基于背側(cè)阻抗的自適應(yīng)電流保護(hù)方案，通過實時整定保護(hù)動作值來消除風(fēng)電場下游線路保護(hù)失去選擇性問題；針對下游線路故障時，風(fēng)