光伏并网对配电网继电保护的影响分析及对策.docx
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1、本科毕业论文论文题目:光伏并网对配电网继电保护的影响分析及对策此为WOrd版本,下载后可直接复制粘贴,需要的可以放心下载摘要随着“2030年实现碳达峰、2060年实现碳中和”的国家战略目标的实施,我国的清洁能源产业得到了越来越广泛的关注。太阳能作为清洁能源的一种,因其具有经济廉价,取之不尽,用之不竭的优点,得到了人们更多的青睐。因此,太阳能发电已经得到了大量的人力、物力资源支持,以及科学技术的投资。现代社会,由于人们观念的改变和技术的不断发展,太阳能光伏发电技术产业和并网发电已成为了我国清洁能源产业中不可分割的重要部分。然而光伏并网发电势必会对配电网的继电保护系统产生影响。如何分析这些影响以及
2、如何降低或者避免这些影响造成较大的损失成了重中之重的问题。光伏并网系统接入配电网之后,由于光伏并网系统输出具有随机性和间歇性,这就直接影响着配电网供电的安全稳定性以及可靠性。本文旨在分析光伏并网对配电网继电保护的影响,并提出应对措施,以提高配电网供电的安全稳定性和可靠性,推动我国光伏发电行业的健康发展。本文首先从光伏并网系统的工作原理和组成入手,介绍了光伏并网系统的一些基本模型和光伏并网的特性。光伏并网特性具体是指光伏电站的输出功率存在较大的变化、光伏发电系统的负荷消耗量较小、当光伏发电系统与配电网连接时,可能产生过电压和过电流等情况。之后,文章对配电网继电保护技术进行了介绍,对光伏并网对配电
3、网继电保护的影响因素和影响机理进行了分析,最后,文章还提出了针对这些影响的对策研究。研究结果显示,光伏并网对配电网继电保护的影响主要包括降低线路的灵敏度、线路继电保护装置的误动作以及光伏并网接入后会使得配电网电流保护受到一定的影响,造成配电网供电的安全稳定性和可靠性降低。为解决上述问题,本文提出了拟采用减少PV接入容量的方法,减小其对配电系统的冲击,从而保证配电网系统的安全稳定运行。未来,随着光伏发电技术和应用的不断推广,本研究将具有重要的指导意义和实际应用价值。关键词:光伏并网;配电网;继电保护论文类型:工程设计AbstractIntheimplementationofthenational
4、strategicgoalofachievingcarbonpeakin2030andcarbonneutralizationin206011,Chinascleanenergyindustryhasreceivedmoreandmoreattention.Solarenergyasacleanenergy,becauseofitscheap,inexhaustible,inexhaustibleadvantages,hasbeenmorepeopleofallages.Therefore,solarpowerhasreceivedalotofhumanandmaterialresources
5、support,aswellasinvestmentinscienceandtechnology.Inmodernsociety,withthechangeofpeople,sconceptandthedevelopmentoftechnology,thesolarphotovoltaicpowergenerationindustryandgrid-connectedgenerationhavebecomeanimportantpartofcleanenergyindustry.However,photovoltaicgrid-connectedgenerationisboundtoaffec
6、ttherelayprotectionsystemofdistributionnetwork.Howtoanalyzetheseimpactsandhowtoreduceoravoidtheseimpactscausedgreatlosseshasbecomeatoppriority.Asanew,sustainable,cleanandsustainableenergysource,photovoltaicpowergenerationhasbeenpaidmoreandmoreattention.However,whenthePVsystemisconnectedtothedistribu
7、tionnetwork,itwillaffecttherelayprotectionofthedistributionnetwork,whichdirectlyaffectsthestabilityandreliabilityofpowersupply.Thepurposeofthispaperistoanalyzetheinfluenceofgrid-connectedphotovoltaicsystemontherelayprotectionofdistributionnetwork,andtoputforwardsomecountermeasures.Inthispaper,thewor
8、kingprincipleandcompositionofPVgrid-connectedsystemareintroduced,andsomebasicmodelsandcharacteristicsofPVgrid-connectedsystemareintroduced.Thegrid-connectedcharacteristicsofphotovoltaicpowerstationrefertothattheoutputpowerofphotovoltaicpowerstationchangesgreatly,theloadconsumptionofphotovoltaicpower
9、generationsystemissmall,andthephotovoltaicpowergenerationsystemmayproduceover-voltageandover-currentwhenitisconnectedwiththedistributionnetwork.Then,thepaperintroducestherelayprotectiontechnologyofdistributionnetwork,analyzestheinfluencefactorsandmechanismofgrid-connectedPVtotherelayprotectionofdist
10、ributionnetwork.Theresultsshowthattheeffectsofphotovoltaicinterconnectionontherelayprotectionofdistributionnetworkmainlyincludereducingthesensitivityofline,mis-operationoflinerelayprotectiondevice,andthecurrentprotectionofdistributionnetworkwillbeaffectedbyphotovoltaicinterconnection,whichwillreduce
11、thestabilityandreliabilityofpowersupplyofdistributionnetwork.Inordertosolvetheaboveproblems,thispaperproposestoreducethePVaccesscapacitytoreducetheimpactonthedistributionsystem,soastoensurethesafeandstableoperationofdistributionsystem.Inthefuture,withthecontinuouspromotionOfphotovoltaicpowergenerati
12、ontechnologyandapplication,thisstudywillhavegreatguidingsignificanceandpracticalapplicationvalue.Keywords:Photovoltaicgrid-connection;Distributionnetwork;Relayprotection第1章绪论1.1 研究背景11.2 研究现状21.3 研究内容3第2章光伏并网发电系统42.1 光伏并网发电系统原理42.2 光伏并网发电系统组成42.3 光伏并网发电系统模型52.4 光伏发电并网特性82.5 本章小结11第3章配电网及其继电保护123.1 配
13、电网的作用机理123.2 配电网继电保护配置原则123.3 三段式电流保护133.4 本章小结15第4章光伏并网对配电网继电保护的影响分析及对策164.1 原理概述164.2 线路保护灵敏度降低及线路误动作164.3 光伏并网接入对配电网电流保护的影响174.4 光伏并网对配电网继电保护的影响解决对策214.5 本章小结23第5章总结与展望245.1 总结245.2 展望25参考文献26致谢27第1章绪论1.1 研究背景太阳能是一种无穷无尽的新能源。对太阳能资源进行开发和利用,构建光伏发电系统实现光伏发电,可持续地将太阳能转换为电能,用来满足人们生产、生活的需求,这与当今的环境保护理念相吻合。
14、当前,我国太阳能和光电产业正在快速发展,光伏并网发电给配电网系统的继电保护带来了越来越多的不利因素,只有对其进行深刻的剖析,并提出相应的应对对策,才能更好地推进国家的“双碳战略”。随着光伏发电技术的不断发展和应用,越来越多的光伏电站开始接入配电网中运行。光伏并网对配电网的影响不仅涉及到配电网的稳定性和安全性,还牵扯到电力系统的运行效率和经济性等多个方面。其中,研究光伏并网对配电网继电保护的影响及其解决对策是一个重要的课题。在配电网中,继电保护起着非常关键的作用,其目的是为了在出现电气事故时,能够迅速地将故障线路从主线路上隔离开来,以保证配电网的正常运转。但是,在光伏发电进入配电网之后,其所产生
15、的电流和电压波动性将导致配电网中的继电保护发生故障。这给配电网的稳定与安全带来了极大的危害。此外,由于光伏系统的引入,使得配电网的短路电流大大增加,继电保护装置的灵敏度、可靠性等受到很大影响,也给配电网的稳定性和安全性带来很大的风险。为了提升配电网中的继电保护装置的可靠性与敏感性,保证配电网的安全与稳定,国内外学术界与工业界对其进行了广泛的重视与研究。在此背景下,越来越多的学者和工程师开始关注和研究这一问题,提出了各种解决方案和技术手段,以提高配电网继电保护的可靠性和灵敏度,保障电力系统的安全稳定运行。近年来,电力电子化技术得到了迅速的发展,得到了越来越多的关注。针对目前配电网电力系统中存在的
16、问题,专家和学者们提出了如下几条建议。(1)保证配电网的安全、可靠。由于光伏接入给配电网带来的冲击,使得常规的继电保护措施失去作用,进而威胁到配电网的安全与稳定。所以,通过对光伏接入配电网后继电保护的作用进行分析与研究,并提出相应的措施,能够有效保证配电网的可靠性与安全。(2)促进光伏并网接入技术的规范发展。目前.,我国的光伏并网发电技术正处于快速发展阶段,通过对光伏并网接入对配电系统中继电保护效应的深入分析,可以为我国电力系统中光伏接入技术的标准化、规范化发展提供借鉴与支撑。(3)深入分析光伏并网与配电网系统之间的耦合关系。由于其电压波形、频率、相位等特性与常规电网存在较大区别,若不深入分析
17、其对配电网中继电器的作用,将给配电网带来极大的安全隐患。综上所述,深入分析光伏接入给配电网带来的继电保护效应,提出相应的应对措施,对于提升光伏发电的经济效益与实用性具有重要意义。1.2 研究现状目前,研究光伏并网对配电网继电保护的影响是一个热点问题。随着光伏发电系统逐渐从独立运行向并网运行转变,这对配电网的继电保护提出了新的要求和挑战。针对这些要求和挑战,国内外已经有一些关于光伏并网对配电网继电保护影响的研究。在国内,针对光伏并网对配电网继电保护的影响分析和对策研究已经有一定的进展。具体来说,主要包括以下几个方面。(1)国内关于电压穿越问题的解决方案展开了一定的研究。针对光伏逆变器运行时可能导
18、致的电压穿越问题,研究者提出了一些解决方案,如采用电压调节器进行电压补偿、增加电容器进行电容补偿等。(2)国内提出了一些关于反向电流问题的解决方案。针对光伏并网系统中可能存在的反向电流问题,研究者提出了一些限流保护装置的设计方案,如采用反向电流保护器等。(3)国内针对故障问题的解决给出了一些答复。针对光伏并网系统中可能存在的隔离故障问题,研究者提出了一些解决方案,如采用避雷器、绝缘监测装置等进行检测和处理。(4)国内关于电网规划和管理的进行了一些研究。为了更好地规划和管理光伏并网系统,研究者进行了相关的规划和设计。其主要包括电网规划、电力市场设计、运行监测和管理等。在国外,光伏并网对配电网继电
19、保护的影响也受到了广泛的关注和研究。主要表现在以下几个方面。(1)对光伏并网对配电网电压的影响展开了一些研究。研究发现光伏发电系统的电压和频率与配电网的电压和频率有着一定的区别,这种区别将会对配电网的电压产生影响,进而造成继电保护装置的非正常动作。(2)对光伏并网对配电网短路电流的影响进行了一些分析。由于光伏发电系统的短路电流与传统配电网负载的短路电流不同,所以光伏并网会对配电网的短路电流造成影响,从而造成继电保护装置的非正常动作。(3)对光伏并网对配电网功率平衡的影响进行了一些探讨。光伏发电系统的输出功率受日照、温度等自然因素的影响,而配电网的负荷改变程度也会对配电网的功率平衡产生影响,进而
20、使得继电保护装置的非正常动作。(4)对光伏并网对配电网保护装置的选择和设置的影响进行了一些阐述。由于光伏并网对配电网继电保护产生了影响,所以需要对继电保护装置的选择和参数的设置做出相应的调整和改变,以保证继电保护的正常动作。综上,光伏并网对配电网继电保护的影响是一个复杂的问题,需要从多个方面进行研究和探讨,以保证光伏发电系统和配电网的安全稳定运行。目前,国内外已经对光伏并网对配电网继电保护的影响进行了研究,提出了一些解决方案和对策。未来,需要加强国际合作和交流,推动光伏并网技术的规范化和标准化发展,以提高系统的可靠性和安全性。1.3 研究内容本文首先对光伏并网发电系统展开了研究,对其进行了详细
21、的介绍,对其的原理组成和光伏并网发电系统的模型以及光伏发电并网特性进行了详细的阐述,为后续对光伏并网接入对配电网继电保护的影响展开了深入的讨论,打下了一定的理论基础。其次,简要介绍了配电网系统的作用机理,继电保护的配置原则,以及传统配电网中的三段式电流保护,为进一步探讨光伏并网对配电网继电保护的影响及解决对策打下了良好的基础。然后,文章重点讨论了光伏并网接入给配电系统带来的冲击。说明了对配电网进行继电保护中的必要性。阐述了光伏并网发电系统接入配电网需要进行继电保护的原因以及光伏并网发电接入配电网对配电网短路电流的影响。最后,本文以降低PV的接入容量的方式入手给出了解决光伏并网对配电网继电保护影
22、响的有效解决对策。第2章光伏并网发电系统2.1 光伏并网发电系统原理光伏发电的基本原理原理是,在太阳光的作用下,PN结势垒区会出现较高的光电转换效率。在一个内建的静电场中,电子沿反向移动,并逐步远离势垒区,从而使P区域的电位上升,N区域的电位下降。因此,在外围的线路上,就会产生一种将电压和电流,将光能转换为电能。光伏并网发电指的是光伏电池将太阳能转化为直流电能,再由逆变器将直流电转换为交流电,最后利用并网设备将交流电汇入电网中。(并网装置是指将太阳能电池板所生成的电量与电网相连的设备),如果太阳能电池板所生成的电量超出了用户的需要,那么过剩的电量就会被重新分配回到电网中,这一过程叫做并网。2.
23、2 光伏并网发电系统组成光伏并网发电系统主要是由太阳能电池组件(光伏组件)、并网逆变器、光伏控制器、配电箱等组成。我国的光伏发电系统可以分为分布式发电和集中式发电两种。分布式光伏发电系统直接接入配电网,为附近的负荷提供能量网。集中式光伏发电系统直接接入电压等级较高的输电网,进行电能的远距离传输。(1)太阳能电池组件(光伏组件)。由高效大规模生产的单晶硅/多晶硅太阳能电池片、钢化玻璃、封装材料(EVA、Pe)E等)、功能背板,互连件,汇流件,接线盒和铝合金边框等所组成。在光伏发电系统中,最重要的组件就是太阳能电池板。它的功能是把太阳能转换成电能,然后把转换后的能量装在电池里存储起来,同时还可以带
24、动负荷元件的运转。太阳能电池装置之性能与售价,将直接关系到其效率与售价。(2)并网逆变器。并网逆变器是光伏并网发电中的重要组成部分。其主要作用是把直流的输入转换成交流的输出,即进行DC-AC的转化。此外,并网逆变器还具备自动运行和停机,防止孤岛效应的发生、最大功率点跟踪(MPPT)控制等功能。光伏组件的直接输出一般都是DC12V、DC24V、DC48V的直流电。因此需要使用DC-AC逆变器。关于光伏并网逆变器的工作原理如图2.1所示。(3)光伏控制器。由太阳能电池模块生成的DC电流为电池供电,可避免电池过度充、放电。除此之外,光伏控制器还具有了防止反充、过载和短路等多种安全防护功能。当出现大范
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