基于RTDS仿真的并網(wǎng)風(fēng)電場建模及其保護(hù)問題研究.pdf

1、風(fēng)力發(fā)電作為一種環(huán)境友好、轉(zhuǎn)換效率高的新能源形式在世界范圍內(nèi)得到了巨大的發(fā)展。但是隨著風(fēng)電裝機(jī)容量的不斷增大，風(fēng)電的不可控性和隨機(jī)性對電力系統(tǒng)的影響愈發(fā)明顯，且風(fēng)電場多在偏遠(yuǎn)地區(qū)接入電網(wǎng)，受電壓等級的限制，裝機(jī)容量的擴(kuò)大帶來了一系列的問題；風(fēng)電場的配套設(shè)備隨著電網(wǎng)要求變的越來越復(fù)雜，突出的問題是為保證安全運(yùn)行的繼電保護(hù)設(shè)備如何選型和配置急待解決。本文把傳統(tǒng)的通過配電網(wǎng)接入系統(tǒng)的風(fēng)電場和當(dāng)今大規(guī)模集中接入的風(fēng)電場區(qū)別對待，傳統(tǒng)的風(fēng)電場對系

2、統(tǒng)的保護(hù)產(chǎn)生的影響是由其提供的短路電流，影響了保護(hù)的靈敏性，這與大規(guī)模集中接入系統(tǒng)的風(fēng)電場內(nèi)的各饋線的輸出功率對其他饋線保護(hù)的影響類似，而大規(guī)模風(fēng)電場內(nèi)的電纜較多，在單相接地故障時頻頻出現(xiàn)事故，這與傳統(tǒng)的通過配電網(wǎng)的風(fēng)電場情況不同，因此本文主要對大規(guī)模集中接入電網(wǎng)的風(fēng)電場內(nèi)保護(hù)問題進(jìn)行了研究。
　　本文介紹了現(xiàn)在風(fēng)電場內(nèi)的主流機(jī)型-雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)，通過分析其工作原理進(jìn)行了控制策略的研究。然后在實時數(shù)字

3、仿真儀(RTDS)上搭建了風(fēng)電機(jī)組的邏輯控制系統(tǒng)，通過動態(tài)仿真，驗證了風(fēng)電機(jī)組的控制策略以及仿真模型的正確性。
　　為了對現(xiàn)有風(fēng)電場的保護(hù)問題研究，介紹了典型的風(fēng)電場保護(hù)配置，包括有風(fēng)力發(fā)電機(jī)的保護(hù)配置，風(fēng)電場內(nèi)各線路的保護(hù)配置以及為并入系統(tǒng)的升壓變電站保護(hù)配置。著重介紹了線路的保護(hù)，風(fēng)電場內(nèi)線路屬于中壓系統(tǒng)，一般配置為電流保護(hù)，配置較為簡單。通過分析風(fēng)電并網(wǎng)對傳統(tǒng)保護(hù)的影響，指出大規(guī)模風(fēng)電場內(nèi)保護(hù)存在的問題，通過對實際風(fēng)電場的建

4、模仿真驗證了保護(hù)問題的發(fā)生，指出由于風(fēng)電的不穩(wěn)定性、隨機(jī)性以及風(fēng)電場內(nèi)的線路與常規(guī)系統(tǒng)中壓線路不同而造成了保護(hù)誤動、拒動或配置不當(dāng)造成停電事故發(fā)生。
　　通過分析，對風(fēng)電場內(nèi)線路保護(hù)現(xiàn)有的問題提出了保護(hù)配置改進(jìn)方案。其中針對風(fēng)電場內(nèi)饋線的相間故障提出由三段式電流保護(hù)改進(jìn)為自適應(yīng)電流保護(hù)，詳細(xì)分析了含有風(fēng)電的自適應(yīng)保護(hù)原理以及整定計算公式參數(shù)的計算方法。針對單相接地故障可通過接地電阻或消弧線圈兩種方式快速切除故障保護(hù)方案，通過對因風(fēng)