雙饋型風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)運(yùn)行的故障特性分析及保護(hù)策略研究.pdf_第1頁(yè)
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1、雙饋風(fēng)電機(jī)組(Doubly-Fed Induction Generator, DFIG)由于經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上的優(yōu)點(diǎn)成為國(guó)際上應(yīng)用較為廣泛的機(jī)型,其大量并網(wǎng)必然對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)挑戰(zhàn)??紤]到DFIG本身的結(jié)構(gòu)和變換器復(fù)雜的控制策略,電網(wǎng)故障下雙饋風(fēng)機(jī)提供的短路電流明顯異于傳統(tǒng)采用的同步發(fā)電機(jī)。因此有必要研究DFIG的故障暫態(tài)特性及其對(duì)電網(wǎng)保護(hù)造成的影響。本文在建立雙饋風(fēng)機(jī)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,分析了電網(wǎng)故障下DFIG定子磁鏈的暫態(tài)特性,

2、研究了轉(zhuǎn)子側(cè)變換器控制作用和撬棒保護(hù)(Crowbar)電路動(dòng)作下的DFIG故障暫態(tài)特性,推導(dǎo)了DFIG定子和轉(zhuǎn)子的短路電流數(shù)學(xué)表達(dá)式,并通過(guò)PSCAD/EMTDC軟件進(jìn)行了驗(yàn)證。在此基礎(chǔ)上,研究了雙饋型風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)機(jī)組保護(hù)與集電線路保護(hù)的整定和配置策略。
  根據(jù)DFIG的原理和結(jié)構(gòu),通過(guò)常用的坐標(biāo)變換理論,在三相靜止坐標(biāo)系以及同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下構(gòu)建了雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型。推導(dǎo)了DFIG網(wǎng)側(cè)和轉(zhuǎn)子側(cè)變換器的數(shù)學(xué)模型,并在此基礎(chǔ)上,利

3、用PSCAD/EMTDC軟件建立了雙饋風(fēng)電機(jī)組的仿真模型。
  以DFIG在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的空間矢量模型為基礎(chǔ),分析了轉(zhuǎn)子側(cè)變換器控制作用下的DFIG的故障暫態(tài)過(guò)程,推導(dǎo)了DFIG轉(zhuǎn)子和定子短路電流的表達(dá)式。并通過(guò)PSCAD/EMTDC軟件,對(duì)定子磁鏈、轉(zhuǎn)子和定子電流在電網(wǎng)電壓跌落情況下的故障暫態(tài)過(guò)程進(jìn)行了仿真分析。
  分析了雙饋風(fēng)電機(jī)組撬棒保護(hù)電路的基本原理,基于三相靜止坐標(biāo)系下的空間矢量模型,給出了電網(wǎng)三相對(duì)稱故障下

4、,考慮Crowbar動(dòng)作的雙饋風(fēng)機(jī)短路電流計(jì)算公式。并通過(guò)PSCAD/EMTDC軟件,對(duì)撬棒保護(hù)投切策略下的雙饋風(fēng)電機(jī)組故障特性進(jìn)行了仿真分析,并仿真分析了Crowbar阻值及故障前的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速對(duì)DFIG故障電流產(chǎn)生的影響。
  基于雙饋風(fēng)電機(jī)組在電網(wǎng)故障下表現(xiàn)出的故障特性,研究了雙饋型風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)的保護(hù)策略。首先從風(fēng)機(jī)的保護(hù)配置問(wèn)題考慮,結(jié)合電網(wǎng)對(duì)風(fēng)電并網(wǎng)的要求,分析了風(fēng)機(jī)保護(hù)與低電壓故障穿越要求的配合問(wèn)題。對(duì)風(fēng)電場(chǎng)集電線路存在的保護(hù)

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