随着光伏发电技术的迅速发展,电网消纳新能源的能力日益提高。新能源渗透率不断提高,中国风电和光伏发电发展尤为迅猛,新能源大量接入使电力系统安全稳定运行面临新的挑战。区别于传统电源,逆变型电源中大量电力电子器件的应用使光伏并网系统暂态短路过程极为复杂。当前,国内外学者对新能源接入电网的影响的研究主要侧重于新能源场站保护以及含新能源接入的配电网继电保护的研究,对大规模新能源接入后对电力设备的影响的研究相对匮乏。本文主要研究了大规模光伏并网后的故障电流谐波特性及其对电力设备变压器的影响,对大规模光伏接入后在主变高压侧发生故障对变压器差动保护产生的影响进行理论分析及仿真验证,同时,针对光伏并网故障后产生二次谐波分量影响变压器二次谐波制动进而威胁变压器差动保护的可靠性问题提出解决方案。本文首先分析了光伏并网系统的数学模型及逆变器控制策略,包括光伏电池板的数学模型及光伏电池输出特性,光伏发电系统最大功率追踪特性及并网逆变器的电压外环、电流内环的双环控制理论。根据国家电网公司2015年颁布的最新光伏并网标准,分析光伏并网系统低电压穿越(LVRT)控制技术,为进一步研究光伏并网系统低电压穿越控制对变压器保护的影响提供数学模型及理论支撑。其次,基于大规模光伏电源典型机组容量、运行参数、低电压穿越策略以及光伏电源接线方式等,分析光伏电源的规模化接入对光伏并网短路电流特性尤其是谐波特性的影响。本文在综合考虑光伏电源故障状态下典型并网控制和低电压穿越控制的基础上,揭示了光伏并网发电系统短路暂态特性,在此基础上分析了光伏电源暂态特性对变压器差动保护的影响。最后,在PSCAD软件中搭建光伏并网系统的详细电磁暂态仿真模型。在仿真模型的基础上,开展了现有变压器保护适应性分析的研究工作。二次谐波制动保护是变压器区别励磁涌流,同时保证差动保护速动性的关键。通过理论分析及仿真验证大规模光伏电源接入可能会对变压器二次谐波制动保护产生影响,分析光伏电源暂态短路过程中电流二次谐波分量产生机理,指出变压器区内故障时光伏电源产生二次谐波电流可能会引起变压器二次谐波制动元件误动作,影响变压器差动保护速度。最后结合实际短路实验数据及仿真算例分析了光伏并网系统二次谐波分量对变压器差动保护二次谐波制动的影响,并验证了改进策略对于二次谐波分量的抑制效果。研究结论对于改进变压器差动保护,优化变压器保护配置具有理论参考和实践意义。