大型光伏電站故障特性和匯集線路保護(hù)研究.pdf

1、近年來，大型光伏電站得到迅速發(fā)展，成為我國光伏發(fā)電的主要發(fā)展形式之一。大型光伏電站內(nèi)數(shù)以千計(jì)的光伏發(fā)電單元經(jīng)電纜、架空線兩級(jí)匯集后送至升壓站，造成站內(nèi)匯集系統(tǒng)較復(fù)雜。站內(nèi)發(fā)生故障后，匯集線路保護(hù)若出現(xiàn)不完全配合的動(dòng)作情況，將跳開非故障支路，造成斷電范圍擴(kuò)大。而站內(nèi)線路保護(hù)動(dòng)作直接切除整條分支線路，無法精確到故障位置，造成故障后系統(tǒng)恢復(fù)時(shí)間較長，影響光伏電站的并網(wǎng)發(fā)電效率。因此，亟需對(duì)大型光伏電站內(nèi)匯集線路保護(hù)和故障定位問題展開研究。

2、r>　　掌握站內(nèi)光伏故障特性是研究站內(nèi)匯集線路保護(hù)的前提，對(duì)此建立了光伏發(fā)電單元詳細(xì)模型，揭示了不同故障穿越控制策略下的故障特性變化規(guī)律。計(jì)及光伏電池板的故障響應(yīng)特性，理論推導(dǎo)出了適用不同控制策略的故障電流統(tǒng)一計(jì)算式，揭示了站內(nèi)匯集系統(tǒng)的故障電流特征。根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證了故障電流分析和仿真模型的正確性。
　　在站內(nèi)故障特性分析基礎(chǔ)上，分析了匯集線路現(xiàn)有電流差動(dòng)保護(hù)和電流保護(hù)性能，揭示了光伏弱電源特性會(huì)降低架空線電流差動(dòng)保護(hù)靈敏

3、度，且現(xiàn)有電流保護(hù)存在誤動(dòng)、拒動(dòng)的情況。為解決現(xiàn)有電流保護(hù)不完全配合以及故障與非故障線路難以區(qū)分的問題，結(jié)合站內(nèi)光伏系統(tǒng)可提供穩(wěn)定工頻故障電流的特點(diǎn)，提出了匯集架空線光伏側(cè)工頻距離保護(hù)方案，并驗(yàn)證所提保護(hù)方案在不同故障工況下能有效隔離架空線路上故障。
　　為確保故障隔離后能夠及時(shí)恢復(fù)站內(nèi)正常發(fā)電，提出了一種準(zhǔn)確定位到最小故障區(qū)段的算法。該算法利用站內(nèi)光伏不提供負(fù)序電流的故障特征，將壓縮感知算法與欠定的負(fù)序節(jié)點(diǎn)電壓方程結(jié)合，通過求解