雙饋風(fēng)電機組轉(zhuǎn)子變流器對短路特性的影響研究.pdf

1、雙饋風(fēng)電機組轉(zhuǎn)子變流器對短路特性的影響研究重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文（學(xué)術(shù)學(xué)位）學(xué)生姓名：金晶指導(dǎo)教師：熊小伏教授專業(yè)：電氣工程學(xué)科門類：工學(xué)重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院二O一二年六月重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要I摘要風(fēng)力發(fā)電作為最具規(guī)模和發(fā)展前景的新能源發(fā)電方式之一，是保障未來電力供應(yīng)和解決全球環(huán)境問題的關(guān)鍵。由于新的電網(wǎng)運行準(zhǔn)則要求電網(wǎng)故障期間風(fēng)電機組必須保持一定時間的并網(wǎng)運行，因此其提供的短路電流會直接影響到系統(tǒng)的安全運行。特別是目前廣泛應(yīng)用的

2、雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機組(doublyfedinductiongenerat，DFIG)，由于其對機端電壓跌落比較敏感，隨著雙饋風(fēng)電機組裝機容量的不斷增加，電網(wǎng)故障時雙饋風(fēng)電機組短路電流的動態(tài)特性變得十分重要。而電網(wǎng)故障時DFIG短路電流受變流器調(diào)控的耦合影響，現(xiàn)有的少量研究僅定性分析了變流器控制策略對短路特性的影響，尚沒有關(guān)于計及變流器控制系統(tǒng)的DFIG短路電流計算的研究，而準(zhǔn)確評估DFIG短路電流的大小關(guān)系著故障工頻電氣量的計算和電網(wǎng)的

3、安全運行。電網(wǎng)故障時轉(zhuǎn)子Crowbar保護電路的動作將影響DFIG短路電流的特性，現(xiàn)有研究尚未深入分析Crowbar電路動作對短路電流特性的影響。基于此，本文對不計變流器和計及轉(zhuǎn)子側(cè)變流器控制影響的雙饋感應(yīng)風(fēng)電機短路電流計算進行了研究和對比分析，并仿真分析驗證了轉(zhuǎn)子側(cè)變流器控制系統(tǒng)及其Crowbar保護電路動作對DFIG短路電流特性的影響，具體完成了以下研究工作：①介紹了雙饋感應(yīng)風(fēng)電機的特點及其在變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的優(yōu)勢，分析了雙饋

4、感應(yīng)風(fēng)電機組的基本結(jié)構(gòu)和主要部件的作用，并基于雙饋風(fēng)力發(fā)電機組數(shù)學(xué)模型及其控制策略，利用PSCADEMTDC建立了雙饋風(fēng)力發(fā)電機組仿真模型。②本文從電網(wǎng)短路時雙饋風(fēng)電機組的暫態(tài)過程出發(fā)，分析了雙饋風(fēng)電機組轉(zhuǎn)子側(cè)變流器控制輸出對短路過程的影響，在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)了電網(wǎng)對稱路故障時不計變流器控制影響和計及轉(zhuǎn)子側(cè)變流器控制影響的短路電流動態(tài)表達式，對比分析了轉(zhuǎn)子側(cè)變流器控制對DFIG短路電流特性的影響，并應(yīng)用PSCADEMTDC模型進行了仿真驗證

5、。③在分析轉(zhuǎn)子側(cè)變流器Crowbar保護電路原理的基礎(chǔ)上，對轉(zhuǎn)子Crowbar保護電路動作前后的DFIG短路電流進行了仿真對比分析。仿真結(jié)果表明Crowbar保護電路動作后與動作前相比減少了DFIG短路沖擊電流的大小，縮短了短路電流達到穩(wěn)態(tài)的時間，穩(wěn)態(tài)短路電流的幅值也將減小。不考慮Crowbar電路動作的故障模型進行整定計算的方法將擴大DFIG故障電流所能提供的最大電流幅值，容易造成保護范圍的縮小，因此，繼電保護的整定計算中應(yīng)考慮Cro