大型光伏电站内汇集系统线路保护方法技术方案

本发明专利技术属于新能源发电并网技术领域，特别涉及到一种大型光伏电站内汇集系统线路保护方法，所述方法包括针对集中式光伏逆变器广泛采用的正负序双同步旋转坐标系电流控制器，计及直流侧光伏电池板电源特性影响，推导出不同控制目标下故障电流统一表达式；在此基础上，分析了站内35kV汇集线路的电流保护性能；针对架空线下游光伏侧电流保护存在不能正确动作的情况，提供距离保护替代的新配置方案。本发明专利技术不受光伏出力条件、运行功率因数影响，避免了光伏侧短路电流门槛值整定计算的问题，提高了站内光伏系统的运行安全性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于新能源发电并网
，特别涉及到一种大型光伏电站内汇集系统线路保护方法。
技术介绍
为了解决日益严峻的能源危机和环境问题，并网光伏发电技术得到迅速发展。光伏电站大都采用分散逆变、就地升压和集中并网的系统，一个大型光伏电站需要数百个光伏发电单元汇集而成。站内汇集系统包含多条汇集线路，其保护准确动作与否直接关系到光伏电站的发电效率，具有重要研究意义。光伏电站接入电网的技术规范明确要求大中型光伏电站应具备低电压穿越能力，从而给光伏侧保护留出充裕的动作时间。然而光伏自身的电源特性和逆变器并网接口的形式，导致其故障电流特征与传统同步发电机差异较大。光伏电源出力的间歇性和随机波动性造成故障电流难以预测，电力电子技术的应用涉及到控制和限流的问题，造成故障电流特征不明确和故障电流幅值受限。上述原因导致了故障分析方法及故障计算模型的不明确，给保护配置带来了挑战。而目前关于光伏电源接入电网的保护研究集中在含分布式光伏的配电网中，对于相同电压等级的场站内光伏保护研究较少。然而，分布式和集中式光伏系统有显著区别：1)相较于分布式光伏基于正序分量的控制，集中式光伏采用更复杂的正负序分量同时控制的策略；2)不同于分布式光伏的两级式拓扑，集中式采用单级式拓扑。因此，两者的故障特性存在较大区别。即使大型光伏电站汇集系统与配电网系统有着相似的辐射状网络，现有配电网含光伏电源的故障分析方法和保护原理在光伏电站中也难以直接沿用。同时，现有文献均认为故障后短时间内光伏电源输出有功功率能保持不变，这一点针对单级式光伏系统不再适用，单级式光伏系统需要计及光伏电池板特殊的电源特性。由于光伏电池板没有转动惯量，当两端电压发生变化时，输出功率能够瞬时变化，对电网故障响应迅速。因此，有必要研究光伏电站内故障电流特征及现有电流保护的适应性情况，提出更适合站内运行控制的保护方案。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提出了一种大型光伏电站内汇集系统线路保护方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1、针对集中式光伏逆变器采用的正负序双同步旋转坐标系电流控制器，计及直流侧光伏电池板电源特性影响，得到不同控制目标下故障电流统一表达式；步骤2、基于步骤1的故障电流统一表达式对光伏站内故障电流特征进行分析，并根据站内实际运行控制方式，分析站内现有35kV汇集线路的电流保护性能；步骤3、针对站内架空线下游光伏侧电流保护不能正确动作的问题，结合站内故障电流特征，提出距离保护替代架空线下游光伏侧电流保护的配置方案。所述步骤1中，光伏电池板电源特性为：I=IL-I0{exp[qc(V+IRs)AKT]-1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大型光伏电站内汇集系统线路保护方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1、针对集中式光伏逆变器采用的正负序双同步旋转坐标系电流控制器，计及直流侧光伏电池板电源特性影响，得到不同控制目标下故障电流统一表达式；步骤2、基于步骤1的故障电流统一表达式对光伏站内故障电流特征进行分析，并根据站内实际运行控制方式，分析站内现有35kV汇集线路的电流保护性能；步骤3、针对站内架空线下游光伏侧电流保护不能正确动作的问题，结合站内故障电流特征，提出距离保护替代架空线下游光伏侧电流保护的配置方案。

【技术特征摘要】
1.一种大型光伏电站内汇集系统线路保护方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1、针对集中式光伏逆变器采用的正负序双同步旋转坐标系电流控制器，计及直流侧光伏电池板电源特性影响，得到不同控制目标下故障电流统一表达式；步骤2、基于步骤1的故障电流统一表达式对光伏站内故障电流特征进行分析，并根据站内实际运行控制方式，分析站内现有35kV汇...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾科，顾晨杰，毕天姝，魏宏升，任哲锋，陈奕汝，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京;11