光伏电站分布式接入配电网保护研究

全球化石能源日渐短缺,大规模使用化石燃料引起温室效应日益严峻,开发和利用可再生能源已得到世界各国的认同和重视。以光伏发电等可再生能源发电为代表的分布式发电技术(DG, Distributed Generation)得到了快速的发展。根据预测,光伏发电在21世纪将占据世界能源消费的重要席位,将成为世界能源供应的主体。随着光伏发电等分布式电源大量接入配电网,对传统配电网保护带来了一定的影响。本文研究了以光伏电站为代表的分布式发电对配电网的影响,并提出了光伏电站接入配电网的新型保护原理和算法,并开展了一系列的仿真验证工作,在相关理论成果的研究基础上,研制了光伏电站接入配电网的新型保护装置,并在示范工程中得到应用。主要工作如下： 首先,根据光伏电站的并网方式和并网控制策略,分析光伏电站接入对传统配电网保护的影响,主要影响保护的可靠性、灵敏性和选择性。 其次,对于光伏电站并网点,引入了过电流保护、过／欠电压保护、过／欠频率保护、孤岛保护以及逆功率保护等新型保护原理； 再次,对于光伏电站单点或少量接入时,提出了基于叠加补偿原理的配电网线路保护短路电流计算方法；针对光伏电站并网对配电网保护的影响,开展了不同容量光伏电站对配电网保护的影响、光伏电站接入不同位置对配电网保护的影响等方面的仿真分析,给出了光伏电站分布式接入配电网保护的整定及配置原则。 然后,基于光伏电站接入配电网的保护原理,开发了一种面向光伏电站并网保护智能终端,该终端经过电力工业电力系统自动化设备质量检验测试中心检定,各项指标满足设计要求,保护动作正确无误。同时该终端在南京、无锡等光伏电站并网现场得到了应用,装置运行稳定,完全满足现场的运行要求。 最后,在论文的总结和展望中探讨了光伏电站接入保护的适用范围,并且展望了未来高密度光伏电站等分布式电源接入下的协调、自动应保护体系架构。