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

1、雙饋風(fēng)電機(jī)組轉(zhuǎn)子變流器對(duì)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(lái)電力供應(yīng)和解決全球環(huán)境問(wèn)題的關(guān)鍵。由于新的電網(wǎng)運(yùn)行準(zhǔn)則要求電網(wǎng)故障期間風(fēng)電機(jī)組必須保持一定時(shí)間的并網(wǎng)運(yùn)行，因此其提供的短路電流會(huì)直接影響到系統(tǒng)的安全運(yùn)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(jī)組(doublyfedinductiongenerat，DFIG)，由于其對(duì)機(jī)端電壓跌落比較敏感，隨著雙饋風(fēng)電機(jī)組裝機(jī)容量的不斷增加，電網(wǎng)故障時(shí)雙饋風(fēng)電機(jī)組短路電流的動(dòng)態(tài)特性變得十分重要。而電網(wǎng)故障時(shí)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?jī)H定性分析了變流器控制策略對(duì)短路特性的影響，尚沒(méi)有關(guān)于計(jì)及變流器控制系統(tǒng)的DFIG短路電流計(jì)算的研究，而準(zhǔn)確評(píng)估DFIG短路電流的大小關(guān)系著故障工頻電氣量的計(jì)算和電網(wǎng)的

3、安全運(yùn)行。電網(wǎng)故障時(shí)轉(zhuǎn)子Crowbar保護(hù)電路的動(dòng)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(dòng)作對(duì)短路電流特性的影響?；诖耍疚膶?duì)不計(jì)變流器和計(jì)及轉(zhuǎn)子側(cè)變流器控制影響的雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)短路電流計(jì)算進(jìn)行了研究和對(duì)比分析，并仿真分析驗(yàn)證了轉(zhuǎn)子側(cè)變流器控制系統(tǒng)及其Crowbar保護(hù)電路動(dòng)作對(duì)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(jī)的特點(diǎn)及其在變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)，分析了雙饋

4、感應(yīng)風(fēng)電機(jī)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(jī)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(jī)組仿真模型。②本文從電網(wǎng)短路時(shí)雙饋風(fēng)電機(jī)組的暫態(tài)過(guò)程出發(fā)，分析了雙饋風(fēng)電機(jī)組轉(zhuǎn)子側(cè)變流器控制輸出對(duì)短路過(guò)程的影響，在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)了電網(wǎng)對(duì)稱路故障時(shí)不計(jì)變流器控制影響和計(jì)及轉(zhuǎn)子側(cè)變流器控制影響的短路電流動(dòng)態(tài)表達(dá)式，對(duì)比分析了轉(zhuǎn)子側(cè)變流器控制對(duì)DFIG短路電流特性的影響，并應(yīng)用PSCADEMTDC模型進(jìn)行了仿真驗(yàn)證

5、。③在分析轉(zhuǎn)子側(cè)變流器Crowbar保護(hù)電路原理的基礎(chǔ)上，對(duì)轉(zhuǎn)子Crowbar保護(hù)電路動(dòng)作前后的DFIG短路電流進(jìn)行了仿真對(duì)比分析。仿真結(jié)果表明Crowbar保護(hù)電路動(dòng)作后與動(dòng)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(dá)到穩(wěn)態(tài)的時(shí)間，穩(wěn)態(tài)短路電流的幅值也將減小。不考慮Crowbar電路動(dòng)作的故障模型進(jìn)行整定計(jì)算的方法將擴(kuò)大DFIG故障電流所能提供的最大電流幅值，容易造成保護(hù)范圍的縮小，因此，繼電保護(hù)的整定計(jì)算中應(yīng)考慮Cro