电网故障期间并网光伏电站的运行策略研究

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1、分类号学号M201171169学校代码10487密级硕士学位论文电网故障期间并网光伏电站的运行策略研究学位申请人：江玲学科专业：电气工程指导教师：段善旭教授刘邦银副教授答辩日期：2014年1月8日万方数据AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreefortheMasterofScienceOperatingStrategiesofGrid-connectedPVStationduringGridFaultsCandida

2、te:JiangLingMajor:PowerElectronicsandPowerDrivesSupervisor:Prof.DuanShanXuAssociateProf.LiuBangYinHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaJanuary,2014万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已标明引用的内容外，本论文不包含任何其他人或集体已经发表或撰

3、写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框

4、内打―√‖）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日万方数据华中科技大学硕士学位论文本文研究课题受到：国家自然科学基金国际(地区)合作与交流NSFC-RCUK_EPSRC项目——电动汽车与智能电网的接口及网络交互（项目批准号：51361130150）和国家重点基础研究发展计划（973计划）——基于液流电池储能的多体系系统耦合及综合能量管理控制策略（项目批准号：2010CB227206）的资助。谨致谢意！I万方数据华中科技大学硕士学位论文摘要随着新能源发电技术的发展，光伏系统接入电网的容量越

5、来越大。作为新的发电单元，光伏电站的运行策略对所接入的电网有着重要影响。为了更好地保障电网的安全稳定运行，当所接入的电网发生故障时，光伏电站有必要根据准确的故障定位进行故障穿越或孤岛保护等决策。本文分析了光伏电站的孤岛保护技术和低电压穿越技术的应用场景和技术要求，研究了电网故障时刻光伏电站的相关运行策略。针对光伏电站的孤岛保护问题，本文在介绍了两种常用孤岛检测方法（主动移频式孤岛检测法和基于Q-f下垂曲线的孤岛检测方法）检测原理的基础上分析了这两种方法的孤岛检测效果及其对电网的影响。基于主动移频法，分析和

6、仿真结果表明，该方法在负载品质因数较大的情况下，需要设计较大的截断系数以保证检测效果，从而造成较大的并网电流畸变。而引入正反馈的主动移频法对于负载品质因数较大时的负载同样适用，只要正反馈系数足够大，可以完全消除检测盲区，且导致的并网电流畸变较小。而对于基于Q-f下垂曲线的孤岛检测法，分析和仿真结果表明，该方法的孤岛检测时间与无功扰动系数及负载品质因数有关，无功扰动系数越大，孤岛检测时间越短，同时对并网电能质量的影响也越大；负载品质因数越大，所需的孤岛检测时间越长，所需的无功扰动量也越大。此外，本文还通过仿

7、真验证了这两种方法在多机系统下的孤岛检测效果。针对光伏电站的低电压穿越问题，本文研究了电网对称短路故障下光伏电站在低电压穿越期间功率注入对并网点电压的支撑作用。理论分析和仿真结果表明，故障期间光伏电站的功率注入能够一定程度上支撑并网点电压，在光伏渗透率大的情况下这种支撑作用更加明显。为了获得最大电压支撑效果，光伏逆变器输出有功和无功功率应按照电网阻抗的阻抗比分配（P/Q=R/X）。该结论能够对故障期间光伏电站的功率注入策略起到一定的指导作用。光伏电站的孤岛保护和低电压穿越有各自的适用场景：小型光伏电站优先

8、进行孤岛保护，而大型光伏电站优先进行故障穿越。而对于接入用户内部电网的中型光伏电站，电网故障时刻光伏电站的运行策略尚未形成统一规定。为了保障电网的安全稳定运行，本文提出了一种基于光伏渗透率计算的孤岛保护和低电压穿越的协调配合策略。实时的渗透率大小可以通过分布式数据监测和采集系统来获得相关电气信息，根据光伏系统输出容量以及电网到并网点之间的等效阻抗来计算。I万方数据华中科技大学硕士学位论文此外，对于并入输电网的大型光伏电站，标准