大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)群短路電流計(jì)算方法研究.pdf

1、我國(guó)風(fēng)電發(fā)展迅速，風(fēng)力發(fā)電采用集群化開(kāi)發(fā)、集中并網(wǎng)已成為我國(guó)風(fēng)電發(fā)展的主要形式之一。目前我國(guó)已經(jīng)建設(shè)完成9個(gè)千萬(wàn)千瓦級(jí)風(fēng)電基地。然而，由于風(fēng)電機(jī)組在發(fā)電機(jī)理、并網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制方式等方面與同步發(fā)電機(jī)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(jī)發(fā)生了很大變化，故大量風(fēng)電場(chǎng)以集群形式接入電網(wǎng)，給傳統(tǒng)電力系統(tǒng)保護(hù)帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。其中，如何計(jì)算風(fēng)電機(jī)組、場(chǎng)群的短路電流是分析風(fēng)電場(chǎng)群接入電網(wǎng)對(duì)保護(hù)影響及研究保護(hù)新原理的基礎(chǔ)。論文以此為題

2、開(kāi)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(jì)及轉(zhuǎn)子電流動(dòng)態(tài)特性影響的雙饋風(fēng)機(jī)短路電流計(jì)算方法。從雙饋風(fēng)機(jī)暫態(tài)內(nèi)電勢(shì)變化機(jī)理角度出發(fā)，計(jì)及了Crowbar保護(hù)投入后轉(zhuǎn)子電流動(dòng)態(tài)過(guò)程的影響，計(jì)算了發(fā)生三相短路時(shí)雙饋風(fēng)機(jī)的定轉(zhuǎn)子磁鏈，提出了一種改進(jìn)的雙饋風(fēng)機(jī)短路電流有效值計(jì)算方法。仿真結(jié)果證明與以往假設(shè)轉(zhuǎn)子Crowbar保護(hù)投入后轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流為零忽略其動(dòng)態(tài)影響的方法相比，所提短路電流計(jì)算方法計(jì)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(jì)及低電壓穿越控制策略影響的雙饋風(fēng)機(jī)短路電流計(jì)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(xué)模型，進(jìn)一步給出了考慮控制策略的雙饋風(fēng)機(jī)暫態(tài)模型。在分析低電壓穿越控制策略對(duì)短路電流影響機(jī)理的基礎(chǔ)上，提出了計(jì)及低電壓穿越控制策略影響的雙饋風(fēng)機(jī)短路電流計(jì)算方法。并針對(duì)故障穩(wěn)態(tài)時(shí)雙饋風(fēng)機(jī)等效電勢(shì)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(jì)算模型。采用RTDS建

4、立了某實(shí)際雙饋風(fēng)電場(chǎng)仿真模型，驗(yàn)證了所提短路電流計(jì)算方法和模型具有較高的準(zhǔn)確性。
　　(3)提出了含多類型風(fēng)電機(jī)組的混合型風(fēng)電場(chǎng)短路電流計(jì)算方法?？紤]了故障期間控制策略對(duì)風(fēng)電機(jī)組暫態(tài)過(guò)程的影響，建立了雙饋、永磁風(fēng)電機(jī)組的單機(jī)等值模型。并在此基礎(chǔ)上對(duì)風(fēng)電機(jī)組暫態(tài)特性的主要影響因素進(jìn)行分析，采用分群聚合等效的方法，提出了含多類型風(fēng)機(jī)的混合型風(fēng)電場(chǎng)簡(jiǎn)化等值模型，進(jìn)一步分析了故障期間短路電流的變化機(jī)理，給出了混合型風(fēng)電場(chǎng)的短路電流計(jì)算方法

5、。針對(duì)故障穩(wěn)態(tài)時(shí)雙饋、永磁風(fēng)電機(jī)組等值電路的特性，提出了適用于風(fēng)電場(chǎng)接入的電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)短路電流計(jì)算模型，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)電場(chǎng)接入后對(duì)電網(wǎng)對(duì)稱、不對(duì)稱故障下各支路短路電流的計(jì)算。
　　(4)提出了一種風(fēng)電場(chǎng)群接入電網(wǎng)后的短路電流計(jì)算方法。分析了風(fēng)電場(chǎng)短路電流與電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓的耦合關(guān)系，揭示了風(fēng)電場(chǎng)群內(nèi)部、以及場(chǎng)群與系統(tǒng)間短路電流的相互影響機(jī)理，提出了風(fēng)電場(chǎng)群的短路電流計(jì)算方法。并針對(duì)故障穩(wěn)態(tài)時(shí)各風(fēng)電場(chǎng)等值電路的特性，提出了適用于風(fēng)電場(chǎng)群接入的電網(wǎng)