雙饋風(fēng)電場接入對其送出線路保護的影響.pdf

1、在全球能源危機以及大力扶持新能源發(fā)展的背景下,風(fēng)能作為一種可持續(xù)發(fā)展能源,能夠在能源行業(yè)能夠起到減少環(huán)境污染、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、緩解能源危機的作用,越來越受到各個國家的重視。我國風(fēng)電事業(yè)發(fā)展迅速,其中,雙饋風(fēng)力發(fā)電作為一種變速恒頻發(fā)電方式,由于其突出的優(yōu)點已經(jīng)逐漸成為大型風(fēng)電場中的主流機型。由于風(fēng)電并網(wǎng)容量不斷增加,在電力系統(tǒng)中所占的比例也不斷增大,風(fēng)電機組在故障期間的運行特性對電網(wǎng)的影響愈發(fā)顯著。在外部故障期間,雙饋風(fēng)電機組與傳統(tǒng)同步電機

2、不一樣的特性必將對傳統(tǒng)保護配置產(chǎn)生影響。因此本文研究電網(wǎng)發(fā)生故障時,風(fēng)電機組的暫態(tài)特性對其送出線路保護的影響。
　　本文首先分析了雙饋風(fēng)力發(fā)電機的基本組成結(jié)構(gòu),在此基礎(chǔ)上,詳細解釋了雙饋風(fēng)力發(fā)電機能夠?qū)崿F(xiàn)變速恒頻風(fēng)力發(fā)電的原理,闡述了背靠背變流器在其中起到的作用。然后根據(jù)風(fēng)速不同對雙饋風(fēng)力發(fā)電機的運行方式進行了分析,在風(fēng)速較小情況下,工作在次同步發(fā)電狀態(tài),而在風(fēng)速較大情況下,工作在超同步發(fā)電狀態(tài)。對雙饋風(fēng)力發(fā)電機的數(shù)學(xué)模型進行了研

3、究,得到了在三相靜止坐標系下和同步旋轉(zhuǎn)坐標系下的數(shù)學(xué)方程。
　　介紹了跟雙饋風(fēng)力發(fā)電機相關(guān)的風(fēng)力機的理論,分析了風(fēng)力機的風(fēng)能-轉(zhuǎn)速特性曲線,在此基礎(chǔ)上解釋了最大風(fēng)能追蹤策略的原理及實現(xiàn)方法。然后對雙饋風(fēng)力發(fā)電機在不同風(fēng)速下的控制策略進行了描述。對背靠背變流器的工作原理進行了分析,對定子磁鏈矢量控制方法進行了介紹,進而分析了轉(zhuǎn)子側(cè)變流器的控制策略,對轉(zhuǎn)子側(cè)變流器如何實現(xiàn)有功和無功解耦控制進行了詳細的研究。然后,對網(wǎng)側(cè)變流器如何控制母

4、線電壓等控制策略進行了研究。最后,基于PSCAD/EMTDC搭建了風(fēng)電場仿真模型,對所提出的控制策略進行了驗證。
　　最后,介紹了實際電網(wǎng)中風(fēng)電場保護配置情況,并對電網(wǎng)故障時故障電流和電壓暫態(tài)特征進行分析。分析了雙饋風(fēng)力發(fā)電機在不同的轉(zhuǎn)差率下的正序阻抗和負序阻抗的變化情況,雙饋風(fēng)機的阻抗特性給正序和負序電流分布系數(shù)產(chǎn)生了影響,進而影響了傳統(tǒng)的相電流差動突變量對故障相的判斷,仿真驗證了在風(fēng)電場送出線路發(fā)生故障的情況下,雙饋風(fēng)機的阻抗