[00653437]可再生能源发电系统的并网、控制与保护技术研究

随着国民经济的快速发展，中国电力系统的发展已经成为经济发展和社会发展的基石，但是以煤为代表的常规一次能源的日渐枯竭和环境的不断恶化制约了传统电力系统的发展，也对经济社会的可持续发展造成了严峻的挑战。面对传统电力工业中发电成本的不断提高，环境问题的日益突出，应用微型电网实现可再生能源并网发电成为解决能源短缺与环境污染的最佳手段。围绕可再生能源发电技术的应用，课题组进行了全面的理论与技术研究，包括：(1)系统地研究了可再生能源并网系统中逆变型分布式电源在孤岛和并网模式下不同控制策略情况时的运行特性，为微电网的管理与控制提供了相关的理论基础。(2)建立了含有逆变环节的分布式电源模型，并针对不同控制模式的分布式电源进行了系统故障特性的分析，提出了基于分布式电源故障分量的特点的微网保护原理。(3)分析了分布式电源接入配电网给继电保护带来的新问题，针对分布式电源接入系统的不同方式，提出了基于自适应理论的配电网电流保护新方法，具有创新性，并申请了相关专利。(4)为了保证可再生能源并网的配电系统保护动作的快速性和选择性，提出了分别基于点、线和面信息的保护新原理。在实际应用中可根据用户对保护动作的要求和是否改变配电网中断路器的原有配置来选择不同的保护，其保护原理具有原创性。(5)在研究了孤岛检测及解列理论的基础上，建立了一种基于频率的主动孤岛检测法，并实现了相关的算法，同时对检测方法中的关键变量频率的计算进行了专门研究，理论上具有独创性。(6)开发了带串行口的微机保护通用平台，在该平台上以实现了项目组提出的保护新原理，并完成了编程调试，可以应用于天津大学的分布式发电试验系统中。同时开发了微网保护管理平台，可实现微网中各保护的数据采集和传送功能，保护装置状态监控功能，孤岛检测功能，状态告警和运行数据、故障报告数据存储功能，目标能实现微电网控制策略管理功能，事故后分析功能等。所开发的保护与控制一体化装置具有产品化潜力和良好的市场前景。上述研究工作水平处于国内领先，部分处于国际领先。