風(fēng)電機(jī)組暫態(tài)計(jì)算的工程化方法研究.pdf

1、隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的迅速發(fā)展和并網(wǎng)風(fēng)電場(chǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，深入研究風(fēng)電機(jī)組的短路電流特性對(duì)電力系統(tǒng)的保護(hù)整定及其暫態(tài)穩(wěn)定性研究將具有越來(lái)越重要的作用。隨著風(fēng)電容量占電網(wǎng)總?cè)萘炕蚓植侩娋W(wǎng)容量的比例越來(lái)越大，風(fēng)電場(chǎng)功率輸出特性及風(fēng)電場(chǎng)與電網(wǎng)間的相互影響已成為近來(lái)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。當(dāng)風(fēng)電場(chǎng)容量達(dá)到一定程度時(shí)，風(fēng)電場(chǎng)提供的短路電流很可能會(huì)超過(guò)系統(tǒng)側(cè)提供的短路電流，因此在進(jìn)行電網(wǎng)設(shè)備選擇、校驗(yàn)和繼電保護(hù)配置、整定時(shí)，必須考慮風(fēng)電場(chǎng)提供的短路電流。<

2、br>　　 本文首先介紹變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的工作原理，根據(jù)風(fēng)電機(jī)組的物理構(gòu)件特性，建立能夠表征變速恒頻風(fēng)電機(jī)組動(dòng)態(tài)特性的數(shù)學(xué)模型。
　　 然后在理論分析的基礎(chǔ)上，研究雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組在端口故障和電網(wǎng)故障時(shí)的電磁暫態(tài)過(guò)程?；陔p饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組的基本方程，推導(dǎo)以定、轉(zhuǎn)子磁鏈表示的風(fēng)電機(jī)組定子短路電流表達(dá)式。故障后定轉(zhuǎn)子磁鏈的暫態(tài)表達(dá)式為故障時(shí)刻定轉(zhuǎn)子磁鏈初值和定轉(zhuǎn)子繞組暫態(tài)時(shí)間常數(shù)的函數(shù)。求解定子磁鏈在短路瞬間的初始值時(shí)，考慮定

3、子電阻的影響，并利用穩(wěn)態(tài)條件下的轉(zhuǎn)子磁鏈方程求解轉(zhuǎn)子磁鏈在短路瞬間的初始值。通過(guò)分析雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)定子端口三相故障后定轉(zhuǎn)子磁鏈的電磁暫態(tài)機(jī)理，得到定轉(zhuǎn)子磁鏈暫態(tài)表達(dá)式，進(jìn)而推導(dǎo)出風(fēng)電機(jī)組定子短路電流的詳細(xì)表達(dá)式，為機(jī)組暫態(tài)性能評(píng)估提供計(jì)算方法和依據(jù)。
　　 在分析常用的風(fēng)電場(chǎng)等值方法的基礎(chǔ)上，使用容量加權(quán)法建立風(fēng)電場(chǎng)容量加權(quán)等值模型，在風(fēng)電場(chǎng)不同運(yùn)行方式下，通過(guò)比較風(fēng)電場(chǎng)詳細(xì)模型和等值模型在系統(tǒng)故障時(shí)提供的短路電流，證明了此

4、方法的計(jì)算結(jié)果具有較高的精度，滿(mǎn)足工程計(jì)算的需要。
　　 最后利用電力系統(tǒng)仿真軟件DIgSILENT/PowerFactory建立風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)模型，以驗(yàn)證本文提出的風(fēng)電機(jī)組短路電流計(jì)算方法的精確性。
　　 本文對(duì)風(fēng)電系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型做了較深入的研究，深入學(xué)習(xí)目前風(fēng)電場(chǎng)多機(jī)等值方法，并提出一種通過(guò)研究系統(tǒng)故障后發(fā)電機(jī)定、轉(zhuǎn)子磁鏈來(lái)計(jì)算短路電流的方法。通過(guò)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)在不同運(yùn)行方式下系統(tǒng)故障的仿真分析，說(shuō)明了此計(jì)算方法能夠準(zhǔn)確計(jì)算風(fēng)