PDF《计及低电压穿越的双馈感应发电机三相短路运算曲面法》

1 ∑ m1 i=1

1 z i f ′ Zs k =

1 ∑ m1 i=1

1 z i k ′ ì ? í ? ? ? ? ? ? ? ? (

4 ) 将Zs k , Zs f 和Zk f 代入式( 2) , 可得节点f 故障 后DFIG接入点k 的计算阻抗Zj s和开路电压Uo c. 再按时刻t, Zj s和Uo c, 查短路电流运算曲面, 得到注 入故障点的短路电流周期分量.

2 D F I G 撬棒保护动作分析及其短路电流运 算曲面制定 2.

1 撬棒保护动作条件分析 根据故障后 D F I G 接入点的计算阻抗 Zj s和开 路电压Uo c, 可确定撬棒动作情况, 进而制定 D F I G 三相短路电流运算曲面.远端故障时, D F I G 端电 压小幅跌落, 由于撬棒未投入, 可通过转子励磁调节

0 5

2 0

1 5,

3 9 (

1 8 ) ?学术研究? h t t p : / / ww w. a e p s G i n f o . c o m 机组出力.风电并网规范中规定, D F I G 在LVRT中优先 向电网提供无功功率以支持电网电压恢复[

1 6 ] .电网故障后且 D F I G 转子励磁作用时, 其转 子电流由强制分量( 转子电流指令值) i r ′ 、 零状态响 应分量i r d c和零输入响应分量i r n 组成即i r= i r ′+ i r d c+ i r n, 推导见附录 A.故障后 D F I G 转子过流主 要由转子电流暂态分量导致, 包含了直流暂态分量 ( 零状态响应) 、 自由暂态分量( 零输入响应) 两部分 的暂态分量.降低 D F I G 故障过程中的输出功率可 增强机组 L V R T 能力, 但近端故障 时电压严重跌落, 转子电流峰值超过预定阀值, 将使撬棒动作[ 6] . 为了保守估算撬棒动作情况, 设故障瞬间转子电流 的强制周期分量i r ′ 和两个暂态分量i r d c和i r n同时达 最大, 则转子电流峰值I r m a x为: I r m a x =

2 P ′ Ls

3 Lm Us ′( 1-s) é ? ê ê ù ? ú ú

2 +

2 Q ′ Ls

3 Lm Us ′ - Us ′ ω Lm ? è ? ? ? ÷

2 + Lm ( s-1 ) Ts +

1 j ω é ? ê ê ù ? ú ú ( U ? s -U ? s ′) Ls[ σ Lr - ( Rr +kp ) Ts +k i T2 s ] +I ? r

0 ≈ I r ′+Yr d c| U ? s -U ? s ′| +I r

0 (

5 ) 式中: I r 0和I r ′ 分别为故障前转子初始电流和故障 后转子电流强制分量的相电流幅值, 与DFIG端电 压和功率相关( 见附录 A) ;

Yr d c为直流分 量导纳系 数;

P ′和Q ′分别为故障后机组有功功率和无功功 率;

Us 和Us ′分别为故障前、 后机端相电压幅值;

Ls=Lm +Ll s, Lr=Lm +Ll r, σ=1-Lm

2 / ( Lr Ls) , 其中Lm , Ll s, Ll r分别为励磁电感、 定子漏电感、 转子 漏电感;

Ts=( Ls-Lm

2 / Lr) / Rs 为定子直流磁链衰 减时间常数, 其中 Rs 为定子电阻;

Rr 为转子电阻;

kp 和k i 分别为转子励磁比例系数和积分系数;

s=1- ωr / ω, 其中ωr 和ω分为转子和同步电角速度. 以1.

5 MW 的DFIG为例, 设正常运行时机组 出力P0+ j Q0=1. 0+ j

0 ( 标幺值) , 在t=4s发生三 相短 路, 故障持续200ms,可得不同电压跌落下DFIG的转子电流幅值I r( 见图3 ) . 图3 电........