風(fēng)電機(jī)組短路故障特性及其對(duì)繼電保護(hù)的影響研究.pdf

1、能源短缺和環(huán)境污染等問題使可再生能源發(fā)電迅速發(fā)展，其中風(fēng)力發(fā)電發(fā)展最為迅速，全世界風(fēng)電裝機(jī)容量不斷增大。隨著風(fēng)電高滲透率接入，對(duì)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行、保護(hù)控制等方面帶來了很多問題。尤其是風(fēng)電場中廣泛應(yīng)用的雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)（Doubly-Fed Iduction Generator，DFIG）與傳統(tǒng)同步電機(jī)在結(jié)構(gòu)和故障特性等方面存在較大差異，因此有必要探究DFIG故障特性及對(duì)傳統(tǒng)保護(hù)產(chǎn)生的影響。本文根據(jù)DFIG數(shù)學(xué)模型以及故障電磁暫態(tài)過程，推導(dǎo)

2、了電網(wǎng)不同短路故障下定轉(zhuǎn)子短路電流表達(dá)式，分析故障電流特性。針對(duì)故障電流特性，對(duì)送出線傳統(tǒng)電流保護(hù)從四方面進(jìn)行了改進(jìn)。
　　DFIG組成結(jié)構(gòu)及數(shù)學(xué)模型是開展研究的基礎(chǔ)，本文對(duì)DFIG各部分結(jié)構(gòu)以及運(yùn)行原理進(jìn)行了分析，研究了DFIG穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)數(shù)學(xué)模型、變流器控制策略及撬棒（Crowbar）保護(hù)動(dòng)作原理。DFIG短路電流推導(dǎo)將以此為基礎(chǔ)。DFIG特殊的結(jié)構(gòu)及控制策略使其在不同故障情況下的暫態(tài)過程存在差異，本文根據(jù)不同暫態(tài)過程中電壓、磁

3、鏈的變化以及變流器的控制，推導(dǎo)了在電網(wǎng)對(duì)稱短路和不對(duì)稱短路下DFIG電流的表達(dá)式并分析了短路電流故障特性。最后，結(jié)合仿真算例驗(yàn)證短路電流特性。
　　基于風(fēng)電場短路電流衰減快且穩(wěn)態(tài)值小的特性，分析風(fēng)電場并網(wǎng)對(duì)送出線傳統(tǒng)電流保護(hù)的影響，進(jìn)而對(duì)送出線傳統(tǒng)電流保護(hù)從保護(hù)元件啟動(dòng)、自保持、自保持解除及基于極差的短路電流突變檢測四方面進(jìn)行改進(jìn)。首先，對(duì)電流保護(hù)安裝處短路電流仿真，通過分析發(fā)現(xiàn)風(fēng)電會(huì)使傳統(tǒng)電流保護(hù)Ⅱ、Ⅲ段發(fā)生拒動(dòng)。針對(duì)存在的問題