風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越措施對(duì)輸電線路繼電保護(hù)的影響

【摘要】：繼電保護(hù)是電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要保證。近年來并網(wǎng)風(fēng)電容量和單臺(tái)風(fēng)機(jī)容量不斷增大,電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí),風(fēng)電場(chǎng)提供的短路電流不容忽略,并且風(fēng)電機(jī)組特性與傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)相差很大,因此在進(jìn)行電網(wǎng)繼電保護(hù)配置、設(shè)備選擇和校驗(yàn)時(shí),必須考慮到風(fēng)電場(chǎng)提供的短路電流的影響。本文基于風(fēng)電機(jī)組故障電流特性,結(jié)合風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越措施,分析風(fēng)電場(chǎng)對(duì)電網(wǎng)輸電線路上保護(hù)的影響。研究主要工作包括鼠籠感應(yīng)發(fā)電機(jī)組(SCIG)低電壓穿越措施(LVRT)對(duì)線路電流速斷保護(hù)的影響和計(jì)及LVRT的雙饋發(fā)電機(jī)(DFIG)短路電流特性和撬棒投入對(duì)配電網(wǎng)兩段式電流保護(hù)的影響。1)針對(duì)籠型感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng),分析風(fēng)電機(jī)組采用串聯(lián)制動(dòng)電阻(SBR)和靜止無功補(bǔ)償器(SVC)兩種低電壓穿越措施對(duì)風(fēng)電場(chǎng)輸電線電流速斷保護(hù)的影響。2)考慮DFIG定子磁鏈暫態(tài)、轉(zhuǎn)子側(cè)變流器(RSC)控制、電壓相角突變,計(jì)及網(wǎng)側(cè)變流器(GSC)電流,推導(dǎo)撬棒未投入時(shí)短路電流解析表達(dá)式。保留定子電阻、考慮電壓相角突變,計(jì)及GSC電流暫態(tài),推導(dǎo)撬棒投入時(shí)短路電流解析表達(dá)式。3)根據(jù)DFIG故障電流表達(dá)式分析可得短路電流暫態(tài)分量和故障后穩(wěn)態(tài)分量,并推出對(duì)應(yīng)于撬棒投入與否兩種情況的故障后穩(wěn)態(tài)模型和暫態(tài)模型,并分析了推導(dǎo)過程中簡(jiǎn)化條件可能產(chǎn)生的誤差。4)考慮撬棒投入時(shí)間、轉(zhuǎn)子電壓約束,得出DFIG穩(wěn)態(tài)不同狀態(tài)下撬棒阻值范圍,依此再分析撬棒投入和其阻值對(duì)配電網(wǎng)線路兩段式電流保護(hù)的影響。 【關(guān)鍵詞】：感應(yīng)發(fā)電機(jī) 風(fēng)電場(chǎng) 線路繼電保護(hù) 低電壓穿越措施 短路電流特性
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM315;TM773
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-15
• 第一章 緒論15-24
• 1.1 風(fēng)力發(fā)電的現(xiàn)狀15-17
• 1.1.1 全球風(fēng)力發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀15-17
• 1.1.2 我國(guó)風(fēng)力發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀17
• 1.2 風(fēng)電的低電壓穿越研究現(xiàn)狀17-20
• 1.2.1 各國(guó)風(fēng)電低電壓穿越規(guī)程18
• 1.2.2 鼠籠型感應(yīng)發(fā)電機(jī)LVRT措施18-19
• 1.2.3 雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)LVRT措施19-20
• 1.3 風(fēng)電場(chǎng)對(duì)繼電保護(hù)的影響20-24
• 1.3.1 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有研究20-23
• 1.3.2 論文的主要工作23-24
• 第二章 感應(yīng)風(fēng)電系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模24-35
• 2.1 風(fēng)力機(jī)數(shù)學(xué)模型24-27
• 2.1.1 鼠籠型感應(yīng)發(fā)電機(jī)24-25
• 2.1.2 雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)25-26
• 2.1.3 機(jī)械傳動(dòng)軸模型26-27
• 2.2 鼠籠型感應(yīng)發(fā)電機(jī)27-28
• 2.2.1 SCIG數(shù)學(xué)模型27
• 2.2.2 SCIG初值計(jì)算27-28
• 2.3 雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)28-35
• 2.3.1 DFIG數(shù)學(xué)模型28-29
• 2.3.2 網(wǎng)側(cè)變流器控制29-31
• 2.3.3 轉(zhuǎn)子側(cè)變流器控制31-34
• 2.3.4 DFIG初值計(jì)算34-35
• 第三章 鼠籠型感應(yīng)發(fā)電機(jī)組LVRT對(duì)線路電流速斷保護(hù)的影響35-46
• 3.1 感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組短路電流35-38
• 3.1.1 感應(yīng)發(fā)電機(jī)LVRT等值電路36-37
• 3.1.2 外部故障短路電流計(jì)算37-38
• 3.2 LVRT措施對(duì)短路電流影響38-41
• 3.2.1 串聯(lián)制動(dòng)電阻(SBR)38-40
• 3.2.2 靜止無功補(bǔ)償器(SVC)40-41
• 3.3 LVRT措施對(duì)電流速斷保護(hù)的影響41-45
• 3.3.1 采用串聯(lián)制動(dòng)電阻41-43
• 3.3.2 采用靜止無功補(bǔ)償器43-44
• 3.3.3 仿真驗(yàn)證44-45
• 3.4 本章小結(jié)45-46
• 第四章 計(jì)及LVRT的雙饋發(fā)電機(jī)故障電流特性46-59
• 4.1 外部短路時(shí)DFIG全電流解析46-51
• 4.1.1 短路初始條件46-47
• 4.1.2 撬棒未投入47-49
• 4.1.3 撬棒投入49-51
• 4.1.4 計(jì)算故障全電流所需參數(shù)51
• 4.2 DFIG短路電流分解及誤差51-53
• 4.2.1 暫態(tài)分量(t＝0~+)51-52
• 4.2.2 穩(wěn)態(tài)基頻分量(r＝∞)52
• 4.2.3 解析表達(dá)式誤差52-53
• 4.3 仿真驗(yàn)證53-58
• 4.3.1 檢驗(yàn)故障全電流準(zhǔn)確性53-55
• 4.3.2 短路電流分解和衰減特性55-58
• 4.4 本章小結(jié)58-59
• 第五章 DFIG撬棒對(duì)線路電流保護(hù)的影響59-69
• 5.1 DFIG撬棒保護(hù)59-61
• 5.1.1 撬棒投入時(shí)間59-60
• 5.1.2 撬棒阻值范圍60-61
• 5.2 撬棒對(duì)兩段式電流保護(hù)的影響61-68
• 5.2.1 兩段式電流保護(hù)整定值計(jì)算62-63
• 5.2.2 撬棒對(duì)保護(hù)影響63-68
• 5.3 本章小結(jié)68-69
• 第六章 結(jié)論與展望69-71
• 6.1 總結(jié)69-70
• 6.2 展望70-71
• 參考文獻(xiàn)71-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果76

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