【摘要】：隨著新能源發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，光伏系統(tǒng)接入電網(wǎng)的容量越來(lái)越大。作為新的發(fā)電單元，光伏電站的運(yùn)行策略對(duì)所接入的電網(wǎng)有著重要影響。為了更好地保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，當(dāng)所接入的電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，光伏電站有必要根據(jù)準(zhǔn)確的故障定位進(jìn)行故障穿越或孤島保護(hù)等決策。本文分析了光伏電站的孤島保護(hù)技術(shù)和低電壓穿越技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景和技術(shù)要求，研究了電網(wǎng)故障時(shí)刻光伏電站的相關(guān)運(yùn)行策略。 針對(duì)光伏電站的孤島保護(hù)問(wèn)題，本文在介紹了兩種常用孤島檢測(cè)方法（主動(dòng)移頻式孤島檢測(cè)法和基于Q-f下垂曲線的孤島檢測(cè)方法）檢測(cè)原理的基礎(chǔ)上分析了這兩種方法的孤島檢測(cè)效果及其對(duì)電網(wǎng)的影響。基于主動(dòng)移頻法，分析和仿真結(jié)果表明，該方法在負(fù)載品質(zhì)因數(shù)較大的情況下，需要設(shè)計(jì)較大的截?cái)嘞禂?shù)以保證檢測(cè)效果，從而造成較大的并網(wǎng)電流畸變。而引入正反饋的主動(dòng)移頻法對(duì)于負(fù)載品質(zhì)因數(shù)較大時(shí)的負(fù)載同樣適用，只要正反饋系數(shù)足夠大，可以完全消除檢測(cè)盲區(qū)，且導(dǎo)致的并網(wǎng)電流畸變較小。而對(duì)于基于Q-f下垂曲線的孤島檢測(cè)法，分析和仿真結(jié)果表明，該方法的孤島檢測(cè)時(shí)間與無(wú)功擾動(dòng)系數(shù)及負(fù)載品質(zhì)因數(shù)有關(guān)，無(wú)功擾動(dòng)系數(shù)越大，孤島檢測(cè)時(shí)間越短，同時(shí)對(duì)并網(wǎng)電能質(zhì)量的影響也越大；負(fù)載品質(zhì)因數(shù)越大，所需的孤島檢測(cè)時(shí)間越長(zhǎng)，所需的無(wú)功擾動(dòng)量也越大。此外，本文還通過(guò)仿真驗(yàn)證了這兩種方法在多機(jī)系統(tǒng)下的孤島檢測(cè)效果。 針對(duì)光伏電站的低電壓穿越問(wèn)題，本文研究了電網(wǎng)對(duì)稱短路故障下光伏電站在低電壓穿越期間功率注入對(duì)并網(wǎng)點(diǎn)電壓的支撐作用。理論分析和仿真結(jié)果表明，故障期間光伏電站的功率注入能夠一定程度上支撐并網(wǎng)點(diǎn)電壓，在光伏滲透率大的情況下這種支撐作用更加明顯。為了獲得最大電壓支撐效果，光伏逆變器輸出有功和無(wú)功功率應(yīng)按照電網(wǎng)阻抗的阻抗比分配（P/Q=R/X）。該結(jié)論能夠?qū)收掀陂g光伏電站的功率注入策略起到一定的指導(dǎo)作用。 光伏電站的孤島保護(hù)和低電壓穿越有各自的適用場(chǎng)景：小型光伏電站優(yōu)先進(jìn)行孤島保護(hù)，而大型光伏電站優(yōu)先進(jìn)行故障穿越。而對(duì)于接入用戶內(nèi)部電網(wǎng)的中型光伏電站，電網(wǎng)故障時(shí)刻光伏電站的運(yùn)行策略尚未形成統(tǒng)一規(guī)定。為了保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，本文提出了一種基于光伏滲透率計(jì)算的孤島保護(hù)和低電壓穿越的協(xié)調(diào)配合策略。實(shí)時(shí)的滲透率大小可以通過(guò)分布式數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和采集系統(tǒng)來(lái)獲得相關(guān)電氣信息，根據(jù)光伏系統(tǒng)輸出容量以及電網(wǎng)到并網(wǎng)點(diǎn)之間的等效阻抗來(lái)計(jì)算。 此外，對(duì)于并入輸電網(wǎng)的大型光伏電站，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定其必須配備一定的無(wú)功設(shè)備。本文通過(guò)仿真分析驗(yàn)證了當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，無(wú)功設(shè)備對(duì)并網(wǎng)點(diǎn)電壓具有一定的支撐作用。仿真研究表明，附加STATCOM裝置能夠有效地提高并網(wǎng)點(diǎn)電壓水平，從而起到改善低電壓穿越能力的作用。
【圖文】：

kI圖3-3 不同控制策略下并網(wǎng)點(diǎn)電壓增量相對(duì)值與阻抗比、光伏滲透率之間的關(guān)系引入并網(wǎng)點(diǎn)電壓增量的相對(duì)值1 1 V /V來(lái)評(píng)估電壓支撐效果，，并將1V 用系統(tǒng)短路容量及等效阻抗值表示：1 12 21V VVR X SCC (3-12)光伏電站的滲透率（記為PL）為光伏系統(tǒng)輸出容量與系統(tǒng)短路容量的比值，1*S1PLSCC SCC (3-13)

路故障時(shí)光伏電站出口并網(wǎng)點(diǎn)電壓電流波形如圖 3-低電壓穿越能力，則并網(wǎng)逆變器檢測(cè)到輸出電壓跌壓、電流波形如圖3-8(a)。在1.0s時(shí)刻，電網(wǎng)35kV跌落到額定值的33.2%，系統(tǒng)檢測(cè)到電壓幅值跌落后
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM615

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本文編號(hào)：2567162