风力发电对电网继电保护及自动装置的影响

摘要

随着人类社会的发展，能源紧缺已成为人类不可忽视的一个重要性问题。当前电网多以集中式大电网方式存在，但这种形式的电网无法及时的跟踪网络中负荷的变化情况，将分布式电源和大电网结合起来是一种提高系统安全性和灵活性的行之有效的方法。但分布式电源的引入使得原本简单的单一供电系统变成复杂的多电源供电系统，改变了网络的潮流分布和发生故障时流过故障点的短路电流和短路电压，这些都对原有的继电保护和自动装置产生不利的影响。
　　在分析风力发电场的接入对电网中保护和自动装置的影响时，本文根据风电场在配电网中的不同接入位置进行分类，针对不同接入位置对短路电流产生的不同影响进行定性的研究分析，并以天津某地区风力发电场作为仿真实例，用Digsilent软件建立了风力发电机的精确模型和网络结构，定量分析了风力发电机接入后对网络中短路电流的助增和分流作用，从选择性、可靠性和灵敏性等方面分析了风力发电场的接入对距离保护和零序保护的影响，研究了故障时可能出现的拒动或误动问题。
　　在自动装置方面，本文分析了传统备自投装置在接有分布式电源的配电系统中的缺点，分析了接有分布式电源的高压配电系统尤其是还有大容量电动机负荷的系统在备用电源切换后冲击电压与冲击电流的变化，验证了传统备自投装置在含分布式电网的系统中有较大的局限性。根据以上分析验证，本文提出了一种含风力发电场的备自投快速切换方法，并对该方法中的快速、捕捉同期、残压和失压起动四种切换方式下电动机的电压和转速以及风力发电机的转速变化进行了仿真，从仿真结果可以得知本文所提方法在一定程度上避免了冲击带来的不利影响，提高了切换的成功率。

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第一章 绪论

1.1课题的研究意义

1.2风力发电技术的国内外研究现状

1.3本文主要工作

第二章 风力发电机并网系统模型

2.1风力发电机的工作原理

2.2 Digsilent软件环境下的风力发电机模型

第三章 风力发电场对继电保护的影响分析

3.1风力发电场对保护的影响分析

3.2风力发电场对保护影响的仿真分析

第四章 风力发电场对备自投装置的影响

4.1备自投装置概述

4.2风力发电场对传统备用电源切换的影响

4.3传统备自投装置在含风力发电场系统中应用的仿真分析

4.4小结

第五章 含风力发电场的备自投快速切换方法

5.1含风力发电场的备自投快速切换方式的先决条件

5.2含风力发电场的备自投快速切换方式的应用

5.3含风力发电场的备自投快速切换方式的仿真分析

5.4小结

第六章 总结

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢