隨著雙饋式風(fēng)電場大規(guī)模并網(wǎng),其設(shè)計(jì)要求不斷提高。集中并網(wǎng)風(fēng)電場拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜,且現(xiàn)有風(fēng)機(jī)普遍具有低電壓穿越（low voltage ride through,LVRT）能力,致使整個風(fēng)電機(jī)群內(nèi)部短路電流的計(jì)算變得困難。以往研究短路故障點(diǎn)多為母線PCC點(diǎn)處,較少考慮其他故障點(diǎn),且沒有考慮撬棒（Crowbar）保護(hù)是否投入。風(fēng)電場集電線路距離長且回路多,常規(guī)電源的繼電保護(hù)應(yīng)用不僅存在適應(yīng)性問題,且存在風(fēng)電場繼電保護(hù)與LVRT配合問題以及區(qū)域保護(hù)不協(xié)調(diào)問題。針對以上問題,對雙饋式風(fēng)電場短路電流計(jì)算算法和保護(hù)配合問題進(jìn)行研究。首先改進(jìn)了雙饋式風(fēng)電場短路計(jì)算算法的精確性和實(shí)用性。分別對Crowbar保護(hù)投入與變流器工作時的風(fēng)電場故障情況進(jìn)行仿真分析,并對風(fēng)電場Crowbar保護(hù)投入阻值大小和投入時刻對故障的影響進(jìn)行仿真分析。研究含Crowbar保護(hù)的雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)（Doubly-Fed Induction Generator,DFIG）的短路暫態(tài)特性,在分析其單機(jī)短路電流實(shí)用計(jì)算阻抗模型的基礎(chǔ)上,通過考慮故障發(fā)生后Crowbar保護(hù)投入與否進(jìn)行聚類分群,同時計(jì)及集電線路和傳輸線路轉(zhuǎn)移阻抗,采用等功... 

【文章來源】：石家莊鐵道大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

含Crowbar保護(hù)的DFIG并網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖

-10-別代表定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組。根據(jù)公式(2-3)~(2-6)推導(dǎo)出定、轉(zhuǎn)子電流的數(shù)學(xué)模型如下所示：""LLksssrrsψψi+=(2-7)""LLkrrrssrψψi+=(2-8)由圖2-2可得，"Ls為定子繞組暫態(tài)電感且mrσmrσsσr2mssLLLLLLLLL"++==、"Lr為轉(zhuǎn)子繞組暫態(tài)電感且msσmsσrσs2mrrLLLLLLLLL"++==；ks是定子電感耦合系數(shù)且smsLLk=；rmrLLk=是轉(zhuǎn)子電感耦合系數(shù)。圖2-2故障下定轉(zhuǎn)子暫態(tài)等效電路2.2風(fēng)電場LVRT穿越要求風(fēng)電場LVRT能力是指電網(wǎng)故障及恢復(fù)期間，場內(nèi)機(jī)組應(yīng)能在一定程度上的電壓跌落范圍內(nèi)延時機(jī)組本體保護(hù)的動作時限，保持不脫網(wǎng)運(yùn)行，甚至能提供一定的無功輸出。隨著多起大規(guī)模脫網(wǎng)事故的發(fā)生，2009年我國國家電網(wǎng)公司首次提出相關(guān)并網(wǎng)要求，針對風(fēng)電機(jī)組LVRT能力的缺失制定國家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T19963-2011《風(fēng)電場接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》，規(guī)定風(fēng)電場低電壓穿越要求為[38]：(1)風(fēng)電場內(nèi)的風(fēng)電機(jī)組具有在并網(wǎng)點(diǎn)電壓跌至20%額定電壓時，能夠保持并網(wǎng)運(yùn)行625ms的低電壓穿越能力；(2)風(fēng)電場并網(wǎng)點(diǎn)電壓在發(fā)生2s內(nèi)能夠恢復(fù)到額定電壓的90%時，風(fēng)電機(jī)組能夠保證不脫網(wǎng)連續(xù)運(yùn)行。

-11-圖2-3為風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越折線，圖中縱軸為并網(wǎng)點(diǎn)電壓，橫軸為電壓保持時間。為了使風(fēng)電場內(nèi)風(fēng)電機(jī)組不間斷并網(wǎng)運(yùn)行，電壓必須保持在圖中折線及其以上區(qū)域。當(dāng)電網(wǎng)允許切除風(fēng)場內(nèi)風(fēng)電機(jī)組時，就證明電壓已經(jīng)在圖中折線以下區(qū)域了。1.00.90.20.00.0000.6251.0002.000并網(wǎng)點(diǎn)電壓時間/s電網(wǎng)故障引起電壓跌落要求風(fēng)電機(jī)組不脫網(wǎng)持續(xù)運(yùn)行風(fēng)電機(jī)組可以從電網(wǎng)中切除圖2-3國家電網(wǎng)低電壓穿越折線圖2.3Crowbar保護(hù)對風(fēng)電場低電壓穿越的影響分析及仿真在工程實(shí)踐中發(fā)生了多次風(fēng)電場脫網(wǎng)事故，為此，現(xiàn)階段市場上大多數(shù)DFIG提高DFIG的低電壓穿越能力的方法是采用了Crowbar電阻保護(hù)裝置[50]，這是因?yàn)殡娋W(wǎng)故障時，Crowbar電阻能防止轉(zhuǎn)子側(cè)因故障產(chǎn)生的母線過電壓，實(shí)現(xiàn)故障期間風(fēng)電機(jī)組的并網(wǎng)運(yùn)行，并保護(hù)變流器的安全[51]，使風(fēng)電場的低電壓穿越能力得到提高。2.3.1Crowbar結(jié)構(gòu)及保護(hù)工作原理轉(zhuǎn)子側(cè)安裝Crowbar保護(hù)電路的直接目的就是要消納掉DFIG上累積的浪涌電流，保證低電壓穿越的實(shí)現(xiàn)。但是變流器的容量僅為機(jī)組的30%左右，無法完全釋放由于外部短路故障產(chǎn)生在風(fēng)機(jī)上的巨大能量[52]。假設(shè)t=0時刻，電網(wǎng)發(fā)生嚴(yán)重電壓跌落。t=0+時開通Crowbar保護(hù)電路，為過剩電能提供泄放通道，電路中的電阻用來耗散部分能量，提高了系統(tǒng)的低電壓穿越能力[53]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3076330