大規(guī)模風電場群短路電流計算方法研究.pdf

1、我國風電發(fā)展迅速，風力發(fā)電采用集群化開發(fā)、集中并網(wǎng)已成為我國風電發(fā)展的主要形式之一。目前我國已經(jīng)建設(shè)完成9個千萬千瓦級風電基地。然而，由于風電機組在發(fā)電機理、并網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)和控制方式等方面與同步發(fā)電機存在較大差異，使得其在故障期間的暫態(tài)特性較同步發(fā)電機發(fā)生了很大變化，故大量風電場以集群形式接入電網(wǎng)，給傳統(tǒng)電力系統(tǒng)保護帶來了巨大的挑戰(zhàn)。其中，如何計算風電機組、場群的短路電流是分析風電場群接入電網(wǎng)對保護影響及研究保護新原理的基礎(chǔ)。論文以此為題

2、開展研究，取得的主要研究成果如下:
　　(1)提出了Crowbar投入情況下計及轉(zhuǎn)子電流動態(tài)特性影響的雙饋風機短路電流計算方法。從雙饋風機暫態(tài)內(nèi)電勢變化機理角度出發(fā)，計及了Crowbar保護投入后轉(zhuǎn)子電流動態(tài)過程的影響，計算了發(fā)生三相短路時雙饋風機的定轉(zhuǎn)子磁鏈，提出了一種改進的雙饋風機短路電流有效值計算方法。仿真結(jié)果證明與以往假設(shè)轉(zhuǎn)子Crowbar保護投入后轉(zhuǎn)子勵磁電流為零忽略其動態(tài)影響的方法相比，所提短路電流計算方法計算得到的短

3、路電流初值和短路電流變化軌跡都具有更高的精度。
　　(2)提出了計及低電壓穿越控制策略影響的雙饋風機短路電流計算方法?；谧兞髌鞯妮斎?輸出外特性等值建立了變流器數(shù)學模型，進一步給出了考慮控制策略的雙饋風機暫態(tài)模型。在分析低電壓穿越控制策略對短路電流影響機理的基礎(chǔ)上，提出了計及低電壓穿越控制策略影響的雙饋風機短路電流計算方法。并針對故障穩(wěn)態(tài)時雙饋風機等效電勢的特性，提出了適用于DFIG接入的電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)短路電流計算模型。采用RTDS建

4、立了某實際雙饋風電場仿真模型，驗證了所提短路電流計算方法和模型具有較高的準確性。
　　(3)提出了含多類型風電機組的混合型風電場短路電流計算方法。考慮了故障期間控制策略對風電機組暫態(tài)過程的影響，建立了雙饋、永磁風電機組的單機等值模型。并在此基礎(chǔ)上對風電機組暫態(tài)特性的主要影響因素進行分析，采用分群聚合等效的方法，提出了含多類型風機的混合型風電場簡化等值模型，進一步分析了故障期間短路電流的變化機理，給出了混合型風電場的短路電流計算方法

5、。針對故障穩(wěn)態(tài)時雙饋、永磁風電機組等值電路的特性，提出了適用于風電場接入的電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)短路電流計算模型，實現(xiàn)了風電場接入后對電網(wǎng)對稱、不對稱故障下各支路短路電流的計算。
　　(4)提出了一種風電場群接入電網(wǎng)后的短路電流計算方法。分析了風電場短路電流與電網(wǎng)節(jié)點電壓的耦合關(guān)系，揭示了風電場群內(nèi)部、以及場群與系統(tǒng)間短路電流的相互影響機理，提出了風電場群的短路電流計算方法。并針對故障穩(wěn)態(tài)時各風電場等值電路的特性，提出了適用于風電場群接入的電網(wǎng)