双馈风电机组暂态特性及对配网保护的影响研究

发布时间：2017-09-12 07:01

  本文关键词：双馈风电机组暂态特性及对配网保护的影响研究

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【摘要】：近年来,双馈风电机组(doubly-fed induction generator, DFIG)在配电网中的渗透率不断提高,由于其控制策略、故障类型、故障位置、接入容量、接入方式等不同,双馈风机的暂态特性呈现“多态性”,给配电网的潮流分布、电流流向带来很大影响,传统的继电保护已经不能适用。因此,亟需深入探究其复杂的暂态特性并提出切实可行的继电保护新方案。本文在研究DFIG并网系统数学模型的基础上,建立了基于不同控制策略的双馈风机模型并分析了不同控制策略下的故障暂态特性,研究了短路电流各分量与转差率的关系和短路电流谐波特征,揭示了DFIG作为分布式电源接入配电网对保护的影响并针对T型接线方式提出了新的T接线路保护方案,并进行了仿真验证。鉴于双馈风机变流器控制策略的重要性与多样性,分别利用矢量控制和直接功率控制两种控制策略进行数学建模及仿真建模,并利用这两套采用不同控制策略的仿真模型仿真分析了稳态运行特性和故障暂态特性,根据仿真结果详细对比分析了不同控制策略下稳态运行特性及故障暂态特性的异同并给出了合理解释。针对双馈风机短路电流特性受影响的因素很多这一问题,本文重点探究了故障前双馈风机的运行情况对故障期间撬棒投入的短路电流各分量的影响。通过数学模型推导了定、转子短路电流解析表达式,分析了转差率对短路电流中周期分量、暂态直流分量及衰减转速频率分量的影响。其次,还对双馈风机发生不同类型故障时,撬棒是否动作情况下的短路电流谐波特性进行了研究和仿真验证,揭示了不同类型故障下的谐波特性对保护可能造成的影响。对于以DFIG为分布式电源接入配电网给传统继电保护造成严重影响的问题,本文重点研究了T接这种特殊方式对保护带来的影响,提出了结合电压差判据和保证T接点灵敏度的闭锁式距离纵联保护的综合判据,并进行了算例验证。仿真结果表明综合判据适用于T接线路保护。
【关键词】：双馈风电机组 控制策略 暂态特性 继电保护 T接
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM614
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题背景及研究意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-15
• 1.2.1 双馈风机变流器控制策略研究现状11-13
• 1.2.2 双馈风机暂态特性研究现状13-14
• 1.2.3 双馈风机对配电网保护的影响研究现状14-15
• 1.3 论文主要工作15-16
• 第2章 不同控制策略下双馈风机的建模仿真16-44
• 2.1 引言16
• 2.2 双馈风机网侧变流器控制策略建模16-21
• 2.2.1 网侧控制策略的概述16-18
• 2.2.2 网侧变频器控制策略数学模型建立18-21
• 2.3 双馈风机转子侧变流器控制策略建模21-27
• 2.3.1 转子侧控制策略的概述21-23
• 2.3.2 转子侧变频器控制策略数学模型建立23-27
• 2.4 不同控制策略双馈风机运行特性仿真27-42
• 2.4.1 不同控制策略的双馈风机稳态特性29-31
• 2.4.2 不同控制策略的双馈风机暂态特性31-42
• 2.5 本章小结42-44
• 第3章 双馈风机的短路电流特性研究44-59
• 3.1 引言44
• 3.2 双馈感应发电机矢量模型44-45
• 3.3 撬棒投入后短路电流求解45-54
• 3.3.1 短路电流解析表达式45-48
• 3.3.2 解析式仿真分析48-51
• 3.3.3 建模仿真验证与分析51-54
• 3.4 短路电流谐波特性研究54-58
• 3.4.1 撬棒电路不动作时的短路电流谐波特性54-56
• 3.4.2 撬棒电路动作时的短路电流谐波特性56-58
• 3.5 本章小结58-59
• 第4章 双馈风机对配电网保护的影响及对策研究59-72
• 4.1 双馈风机对配电网保护的影响分析59-60
• 4.2 保护新方案60-66
• 4.2.1 电压差判据60-62
• 4.2.2 辅助判据62-65
• 4.2.3 综合判据的实现65-66
• 4.3 算例分析66-70
• 4.3.1 仿真验证66-70
• 4.3.2 结果分析70
• 4.4 本章小结70-72
• 第5章 结论与展望72-74
• 5.1 结论72-73
• 5.2 展望73-74
• 参考文献74-79
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果79-80
• 攻读硕士学位期间参加的科研工作80-81
• 致谢81

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本文编号：835740