PDF《适用于双馈风电场联络线故障选相方法》

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1 3 ] .在励磁调节运 行状态下, D F I G 馈出短路电流远较撬棒保护动作 时复杂, 其短路电流大小与机端电压及采用的低电 压穿越控制策略相关[

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1 5 ] , 对联络线选相元件的影 响更为严重.然而, 目前研究大多侧重于 D F I G 在 励磁调节状态下采用的低电压穿越控制策略及其故 障电流特性, 缺乏对联络线选相元件动作行为的分 析. 为保证风电场和电网的安全稳定运行, 减小因 选相元件误选相造成大规模双馈风电机组脱网事故 的发生, 本文在分析传统选相元件应用于双馈风电

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1 第4 2卷第8期2018年4月2 5日Vol.42N o . 8A p r .

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6 h t t p : / / ww w. a e p s G i n f o . c o m 场联络线存在不足的基础上, 提出了基于相间电压 突变量和相电压突变量幅值比较的故障 选相新方 法.仿真结果表明所提出的电压突变量综合选相新 方法的选相性能明显优于传统电压和电流突变量选 相方案, 可以满足新能源电场联络线保护与重合闸 的选相要求.

1 D F I G 故障电流特性分析 当撬棒保护不动作时, D F I G 的短路 电流特性 与其所采用的励磁控制策略等因素有关.根据采用 的控制策略方案, 文献[

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1 5] 分别对 D F I G 在电网 故障条件下的故障电流特性进行了分析研究, 结果 表明, 计及励磁调节特性影响后, D F I G 故障电流中 只含有衰减的直流分量和基频分量, 不含衰减的基 频分量.因此, 只需分析 D F I G 馈出短路电流基频 分量对联络线选相元件的影响. 在对称故障条件下, 根据国家电网公司颁布的 ? 风电场接入电力系统技术规定? [

1 6] 要求, 风电机组 在电网故障期间应发出无功功率, 以稳定电网电压 和缓解电网的无功压力.在不对称故障条件下, 由于DFIG定子绕组会产生不均衡发热, 转矩出现脉 动, 输出功率发生振荡等现象[

1 7 ] .为保证 D F I G 的 运行安全, 增强其低电压穿越运行能力, 国内外学者 提出了多种不同的控制策略[

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2 0 ] , 目前应用较多的 主要为平衡 D F I G 总输出电流的控制策略. 由于突变量选相元件成立的一个前提是正序和 负序电流的分流系数相等, 而采用平衡总输出电流 控制策略的 D F I G 故障电流中将不含负序分量, 其 对选相元件性能的影响最为严重.因此, 本文基于 平衡 D F I G 总输出电流的控制策略, 建立其短路计 算模型和在电网中的等值电路模型, 为后续选相元 件的性能评估及改进措施的提出奠定基础. 由文献[

2 1 ] 可知, 在满足电网无功支撑需求和 限制转子电流大小, 以及平衡 F I G 总输出电流的控 制策略下, D F I G 定子电流的等值计算模型为: i+ s d =- Lm Ls m i n ? è ? Ps

0 Ls u+ s d Lm ,I

2 r s e t-( i+? r q )

2 -( i-? r q )

2 ? ? ÷ i+ s q =1.

5 ( 0. 9- u+ s d ) i- s d =0 i- s q =0 ì ? í ? ? ? ? ? ? (

1 ) 式中: i+ s d 和i+ s q 分别为正转旋转坐标系中定子电流的 d 轴和q 轴分量;

i- s d 和i- s q 分别为反转旋转坐标系中 定子电流的d 轴和q 轴分量;

Ls 为定子漏抗;

Lm 为 定转子互感;

Ps 0为故障前 D F I G 的有功指令;

u+ s d 为 正转 旋转坐标........