大規(guī)模風電場群短路電流計算方法研究.pdf

1、我國風電發(fā)展迅速，風力發(fā)電采用集群化開發(fā)、集中并網已成為我國風電發(fā)展的主要形式之一。目前我國已經建設完成9個千萬千瓦級風電基地。然而，由于風電機組在發(fā)電機理、并網拓撲結構和控制方式等方面與同步發(fā)電機存在較大差異，使得其在故障期間的暫態(tài)特性較同步發(fā)電機發(fā)生了很大變化，故大量風電場以集群形式接入電網，給傳統(tǒng)電力系統(tǒng)保護帶來了巨大的挑戰(zhàn)。其中，如何計算風電機組、場群的短路電流是分析風電場群接入電網對保護影響及研究保護新原理的基礎。論文以此為題

2、開展研究，取得的主要研究成果如下:
　　(1)提出了Crowbar投入情況下計及轉子電流動態(tài)特性影響的雙饋風機短路電流計算方法。從雙饋風機暫態(tài)內電勢變化機理角度出發(fā)，計及了Crowbar保護投入后轉子電流動態(tài)過程的影響，計算了發(fā)生三相短路時雙饋風機的定轉子磁鏈，提出了一種改進的雙饋風機短路電流有效值計算方法。仿真結果證明與以往假設轉子Crowbar保護投入后轉子勵磁電流為零忽略其動態(tài)影響的方法相比，所提短路電流計算方法計算得到的短

3、路電流初值和短路電流變化軌跡都具有更高的精度。
　　(2)提出了計及低電壓穿越控制策略影響的雙饋風機短路電流計算方法。基于變流器的輸入-輸出外特性等值建立了變流器數學模型，進一步給出了考慮控制策略的雙饋風機暫態(tài)模型。在分析低電壓穿越控制策略對短路電流影響機理的基礎上，提出了計及低電壓穿越控制策略影響的雙饋風機短路電流計算方法。并針對故障穩(wěn)態(tài)時雙饋風機等效電勢的特性，提出了適用于DFIG接入的電網穩(wěn)態(tài)短路電流計算模型。采用RTDS建

4、立了某實際雙饋風電場仿真模型，驗證了所提短路電流計算方法和模型具有較高的準確性。
　　(3)提出了含多類型風電機組的混合型風電場短路電流計算方法?？紤]了故障期間控制策略對風電機組暫態(tài)過程的影響，建立了雙饋、永磁風電機組的單機等值模型。并在此基礎上對風電機組暫態(tài)特性的主要影響因素進行分析，采用分群聚合等效的方法，提出了含多類型風機的混合型風電場簡化等值模型，進一步分析了故障期間短路電流的變化機理，給出了混合型風電場的短路電流計算方法

5、。針對故障穩(wěn)態(tài)時雙饋、永磁風電機組等值電路的特性，提出了適用于風電場接入的電網穩(wěn)態(tài)短路電流計算模型，實現(xiàn)了風電場接入后對電網對稱、不對稱故障下各支路短路電流的計算。
　　(4)提出了一種風電場群接入電網后的短路電流計算方法。分析了風電場短路電流與電網節(jié)點電壓的耦合關系，揭示了風電場群內部、以及場群與系統(tǒng)間短路電流的相互影響機理，提出了風電場群的短路電流計算方法。并針對故障穩(wěn)態(tài)時各風電場等值電路的特性，提出了適用于風電場群接入的電網