含感應(yīng)發(fā)電機的配電網(wǎng)短路計算方法研究.pdf

1、本論文受國家自然科學(xué)基金（51277184）和輸配電裝備及系統(tǒng)安全與新技術(shù)國家重點實驗室自主研究項目（2007DA10512709209）資助。
　　采用分布式發(fā)電(Distributed Generation，DG)并網(wǎng)運行是解決目前電力供應(yīng)緊張及環(huán)境問題的有效措施。鼠籠式感應(yīng)發(fā)電機(Induction Generator，IG)具有投資小、結(jié)構(gòu)簡單、運行維護方便的優(yōu)點，在分布式發(fā)電中應(yīng)用廣泛。對IG的短路電流計算一般采用與感應(yīng)

2、電動機相似的電壓源等值法，無法計及IG的電磁暫態(tài)特性，計算的短路電流誤差較大。配電網(wǎng)發(fā)生短路故障時與其直接相連的IGs將向網(wǎng)絡(luò)提供短路電流，當(dāng)接入容量超過一定的比例后，IG提供的短路電流將對配電網(wǎng)保護和重合閘動作產(chǎn)生影響；同時，對IG的短路沖擊電流以及其他極限電氣參量進行計算也能夠為IG的合理設(shè)計及可靠運行提供指導(dǎo)。因此，對配電網(wǎng)發(fā)生短路故障時多臺IGs的短路電流水平進行精確計算及準確評估IG的三相短路電流峰值對配電網(wǎng)規(guī)劃、保護整定以及

3、IG的合理設(shè)計具有重要意義。本文的主要內(nèi)容如下：
　　①分析配電網(wǎng)故障時不同短路容量比下的故障響應(yīng)特性，建立基于端電壓的IG序分量動態(tài)電流源模型。該模型以IG定子不對稱短路電流空間矢量表達式為基礎(chǔ)，利用IG短路電流序分量與其端電壓之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，揭示配電網(wǎng)故障過程中IG短路電流序分量與配電網(wǎng)序網(wǎng)絡(luò)的交互作用：故障期間IG短路電流序分量的注入將改變電網(wǎng)節(jié)點電壓的分布，隨著電流的變化IG機端電壓也將發(fā)生變化，同時又將影響IG短路電流輸

4、出，由此出現(xiàn)交互耦合關(guān)系。
　　②針對IG短路電流序分量及相分量計算，提出含多臺IGs的配電網(wǎng)的短路電流計算對稱分量迭代算法。該算法以對稱分量法為基礎(chǔ)，采用計及IG短路電流序分量注入的故障點復(fù)合序網(wǎng)，推導(dǎo)計及負序電壓的故障點短路電流序分量的計算公式；根據(jù)磁鏈守恒定理形成短路電流初始值計算方法，利用IG短路電流序分量變化規(guī)律推導(dǎo)其半波電流有效值的計算公式；基于IG動態(tài)電流源模型，形成計及IG與配電網(wǎng)交互作用的短路電流序分量迭代計算原

5、理；適用于含多臺IGs的配電網(wǎng)短路電流計算。
　　③基于IG定子三相短路電流時域表達式，提出IG接入配電網(wǎng)的三相短路電流峰值評估方法。該方法分析比較配電網(wǎng)近端及遠端短路情況下IG的轉(zhuǎn)速變化對其短路電流周期分量及直流分量的影響情況；利用IG靜態(tài)等值電路計算其電磁轉(zhuǎn)矩；基于IG轉(zhuǎn)子運動方程形成IG轉(zhuǎn)速計算方法；并根據(jù)轉(zhuǎn)速變化規(guī)律確定三相短路電流峰值出現(xiàn)時刻。
　?、茉赑SCAD/EMTDC軟件平臺上分別建立多臺及單臺IG接入配電