雙饋感應風電機群大面積脫網(wǎng)機理分析與預防控制研究.pdf

1、近年來，大面積風電脫網(wǎng)事故頻發(fā)，給電力系統(tǒng)帶來功率沖擊。既影響風電場的運行效益，也成為電力系統(tǒng)運行安全的隱患。因此，揭示風電機群大面積脫網(wǎng)機理、構建相應的預防控制措施，對提升風電聯(lián)網(wǎng)運行水平、促進風能大規(guī)模開發(fā)利用具有重要的理論意義和工程實用價值。
　　本文首先建立了目前主流風電機組——雙饋感應風電機組的數(shù)學模型，考慮了crowbar保護、超速保護等動作特性影響，為分析機組初始工況、電壓擾動強度、保護策略等因素對機組運行行為影響奠

2、定基礎。
　　基于疊加原理，建立了電壓擾動激勵的雙饋感應發(fā)電機轉(zhuǎn)子電流解析計算模型。在此基礎上，分析了電壓擾動強度和雙饋感應發(fā)電機初始工況對電壓擾動后轉(zhuǎn)子電流的影響。
　　針對配備被動式crowbar保護的風電機群，闡釋了電壓嚴重擾動引發(fā)crowbar保護動作導致的風電機群同時脫網(wǎng)機理?；赑SCAD/EMTDC仿真平臺，搭建了雙饋感應風電機組聯(lián)網(wǎng)仿真模型，通過仿真得到了不同工況下轉(zhuǎn)子電流觸發(fā)crowbar保護動作所對應的機

3、端電壓跌落臨界值。在此基礎上，基于PSAT仿真平臺，搭建了我國東北地區(qū)某風電場仿真模型?；谠擄L電場實測運行數(shù)據(jù)，對同時脫網(wǎng)進行了仿真分析。
　　針對配備被動式crowbar保護的風電機群，根據(jù)轉(zhuǎn)子過流所引發(fā)的單機脫網(wǎng)時序，闡明了雙饋感應發(fā)電機在脫網(wǎng)前因存在短時鼠籠異步電機狀態(tài)而從電網(wǎng)吸收無功功率的現(xiàn)象及其引起風電場集電系統(tǒng)電壓進一步下降，從而引發(fā)其他機組脫網(wǎng)的可能性。在此基礎上，揭示了近滿載工況下風電機群連鎖脫網(wǎng)機理，建立了基于

4、斷面潮流計算的連鎖脫網(wǎng)計算分析方法。基于PSCAD/EMTDC和PSAT仿真平臺，搭建了我國東北地區(qū)某風電場連鎖脫網(wǎng)計算分析模型，對該風電場發(fā)生的近滿載工況下連鎖脫網(wǎng)工程實例進行了計算分析，分析結果驗證了所揭示連鎖脫網(wǎng)機理的合理性和所建立連鎖脫網(wǎng)計算分析方法的有效性。
　　針對配備主動式crowbar保護的風電機群，根據(jù)crowbar保護的不同控制策略，分析了電壓擾動后風電機組的機電暫態(tài)過程，揭示了機電暫態(tài)過程中電壓擾動強度、cr

5、owbar保護電阻阻值、crowbar保護復位后DFIG參考功率等不同因素對風電機組轉(zhuǎn)矩平衡的影響。在此基礎上，揭示了電壓擾動后風電機組轉(zhuǎn)子超速觸發(fā)超速保護動作導致的風電機群超速脫網(wǎng)機理，推導了超速脫網(wǎng)的條件，建立了超速脫網(wǎng)的計算分析方法。基于PSCAD/EMTDC和PSAT仿真平臺，搭建了我國東北地區(qū)某風電場超速脫網(wǎng)計算分析模型，對該風電場發(fā)生的近滿載工況下超速脫網(wǎng)工程實例進行了計算分析，分析結果驗證了所揭示超速脫網(wǎng)機理的合理性和所建