风电机组低电压穿越能力与风电场继电保护研究

摘要

当风力发电机的端电压降低到一定值以下而不脱离电网而继续维持运行时，并仍能为系统提供一定的无功以帮助其系统恢复电压的能力称作是低电压穿越能力。
　　 首先，在分析目前世界各国的有关风电场继电保护的配置情况的基础上，指出了风电机组继电保护、变流器的继电保护选择性或适用性存在的不足，并且指出了在风电场自身保护和系统保护的动作切除产生的故障之前，风电机组就已经脱网，而且将风电网等价于单侧电源的输配电网络，常没有考虑风电机组对系统短路的作用。
　　 其次，对所构建的风电机组低电压穿越能力及其相关系统继电保护之间配合的实现进行深入分析研究，这主要包括模型建立、各模块基本理论及其相应计算方法、验证分析等;在认真研究风电机组输出线以外的输电系统的元件故障、风电机组输出线的故障、风电场自身电网的故障以及风电机组产生故障的基础上，验证输电系统继电保护以及风电场自身保护所应有的配合关系。
　　 当整个电网出现故障时，具有低压穿越能力的风电机组通常是不会脱网的，因为它能直接忽略保护的动作时间，并且会与配套的继电保护之间形成密切的合作关系，直到故障消失后才会恢复正常。所以说，具有低电压穿越能力的风电机组能够确保机组在遇到电压突然降低的状况时尽最大可能与电网相连接，以维持正常的发电状态，以免电网出现更严重的故障。这不但能够降低风电机组对电网的冲击，同时还能使风电机组在故障时反复并网的次数降到最低。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景

1．2 国内外风电发展状况

1．2．1 国外风电发展状况

1．2．2 国内风电发展状况

1．3 课题研究内容

第2章 风力发电机组低电压穿越测试研究

2．1 低电压穿越能力

2．2 低电压穿越能力仿真试验

2．2．1 基于实时数字仿真器的闭环试验平台建立

2．2．2 低电压穿越仿真测试点选取

2．2．3 低电压穿越仿真测试数据

2．2．3 试验结论

2．3 低电压穿越能力现场检测

2．3．1 35kV低电压穿越测试设备接线原理

2．3．2 低电压穿越测试设备

2．3．3 测试步骤

2．3．4 测试结果

2．4 本章小结

第3章 风力发电机组继电保护研究

3．1 风电场继电保护配置及整定

3．1．1 风电场继电保护的配置

3．1．2 风电场继电保护整定

3．2 低电压穿越特性及与保护动作时间关系

3．2．1 给输配电系统的继电保护留下一定的动作时间

3．2．2 保证风电机组保护可靠不出现误动作

3．2．3 有选择性切除故障元件

3．3 当前风电场保护配置存在的问题

3．3．1 风电场机组的保护

3．3．2 风电场内部电网保护

3．4 继电保护的部分改进

3．4．1 对单风电机组本体保护的改进

3．4．2 风电场内部继电保护的改进

3．4．3 发挥低电压穿越能力保护动作时序的作用

3．5 本章小结

第4章 大型风电场对系统保护的影响研究

4．1 风电场线路保护装置闭环试验模型建立

4．2 风电场线路保护装置闭环试验平台搭建

4．3 风电场线路保护装置闭环试验项目

4．4 试验结果分析

4．4．1 风电场弱电源特性影响保护动作性能分析

4．4．2 DFIG风机特性影响保护动作性能

4．5 针对DFIG机群接入系统的保护改进对策

4．6 本章小结

第5章 结论及展望

参考文献

在学期间发表的学术论文和参加科研情况

致谢

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