風電機組暫態(tài)計算的工程化方法研究.pdf

1、隨著風力發(fā)電技術的迅速發(fā)展和并網(wǎng)風電場規(guī)模的不斷擴大，深入研究風電機組的短路電流特性對電力系統(tǒng)的保護整定及其暫態(tài)穩(wěn)定性研究將具有越來越重要的作用。隨著風電容量占電網(wǎng)總?cè)萘炕蚓植侩娋W(wǎng)容量的比例越來越大，風電場功率輸出特性及風電場與電網(wǎng)間的相互影響已成為近來研究的熱點問題之一。當風電場容量達到一定程度時，風電場提供的短路電流很可能會超過系統(tǒng)側(cè)提供的短路電流，因此在進行電網(wǎng)設備選擇、校驗和繼電保護配置、整定時，必須考慮風電場提供的短路電流。<

2、br>　　 本文首先介紹變速恒頻風力發(fā)電機組的工作原理，根據(jù)風電機組的物理構件特性，建立能夠表征變速恒頻風電機組動態(tài)特性的數(shù)學模型。
　　 然后在理論分析的基礎上，研究雙饋感應風電機組在端口故障和電網(wǎng)故障時的電磁暫態(tài)過程?；陔p饋感應風電機組的基本方程，推導以定、轉(zhuǎn)子磁鏈表示的風電機組定子短路電流表達式。故障后定轉(zhuǎn)子磁鏈的暫態(tài)表達式為故障時刻定轉(zhuǎn)子磁鏈初值和定轉(zhuǎn)子繞組暫態(tài)時間常數(shù)的函數(shù)。求解定子磁鏈在短路瞬間的初始值時，考慮定

3、子電阻的影響，并利用穩(wěn)態(tài)條件下的轉(zhuǎn)子磁鏈方程求解轉(zhuǎn)子磁鏈在短路瞬間的初始值。通過分析雙饋感應風力發(fā)電機定子端口三相故障后定轉(zhuǎn)子磁鏈的電磁暫態(tài)機理，得到定轉(zhuǎn)子磁鏈暫態(tài)表達式，進而推導出風電機組定子短路電流的詳細表達式，為機組暫態(tài)性能評估提供計算方法和依據(jù)。
　　 在分析常用的風電場等值方法的基礎上，使用容量加權法建立風電場容量加權等值模型，在風電場不同運行方式下，通過比較風電場詳細模型和等值模型在系統(tǒng)故障時提供的短路電流，證明了此

4、方法的計算結(jié)果具有較高的精度，滿足工程計算的需要。
　　 最后利用電力系統(tǒng)仿真軟件DIgSILENT/PowerFactory建立風力發(fā)電系統(tǒng)模型，以驗證本文提出的風電機組短路電流計算方法的精確性。
　　 本文對風電系統(tǒng)數(shù)學模型做了較深入的研究，深入學習目前風電場多機等值方法，并提出一種通過研究系統(tǒng)故障后發(fā)電機定、轉(zhuǎn)子磁鏈來計算短路電流的方法。通過對風電場在不同運行方式下系統(tǒng)故障的仿真分析，說明了此計算方法能夠準確計算風