双馈风电场并网对送出线路继电保护的影响及改善措施
发布时间：2021-11-25 07:42
近年来,为了应对环境污染、能源紧缺等世界性问题,可规模化开发利用的风力发电以其自身优势得到了迅猛的发展。风电具有随机性、波动性,目前的主流风机类型为双馈异步风力发电机,其故障特征与传统同步发电机的故障特征有明显的不同。风电场送出线路一般按照常规的高压/超高压输电线路保护配置,随着风电在电网中的渗透率不断增加,非常有必要考虑风电接入后对风电场送出线路继电保护的影响。本文对带有转子Crowbar保护电路的双馈风电机组以及风电场的时域仿真模型、故障特征进行了深入研究,在此基础上,结合宁夏电网某风电场,全面研究了大规模双馈风电场接入电网对110kV及以上电压等级送出线路常规继电保护的影响,并提出了相应的改善措施。本文首先对风力机、双馈异步发电机、双PWM变流器及其控制系统的数学模型进行了全面的研究。以电力系统仿真软件DIgSILENT/PowerFactory为平台,建立了完整的双馈异步风力发电机组仿真模型,包括风力机模型、轴系模型、变桨距模型、双馈异步发电机模型、变流器及其控制系统模型、机组保护控制模型。同时,分析了带有转子Crowbar保护电路的双馈风电机组在机端三相短路故障时的短路电流特...
【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
013年累计装机容量全球排名前10位的国家
华北电力大学硕士学位论文的一系列数据中可以看出，中国风电产业的发展呈现出高速发展的中国风能协会（Chinese Wind Energy Association，CWEA) 2014 年中国风电装机容量统计数据，除台湾地区以外，中国风电2013年新同比增长24.1%，累计装机容量同比增长21.4%。截止到2013年中计风电装机容量百分比如图1-3所示。其中，排名前三的地区分别区2013年累计装机容量33,447.76MW，占全国累计容量的36.3%;2013年累计装机容量19，676.91MW，占全国累计容量的21.4%;西北年累计装机容量16，025.22MW，占全国累计容量的17.4%。（数据来)
压源变流器与电网相连，定子绕组则直接与电网相连。双馈风力发电系统的典型结构如图2-1所示，主要包括风力机、齿轮箱、双馈异步发电机和背靠背变流器等。A 双馈异步发电机 电M转子侧 电网侧变流器 变流器图2-1双馈风力发电系统典型结构框图一般，双馈机组的功率等级从几百千瓦至几兆瓦不等。双馈异步风力发电系统可以同时通过发电机定子和转子将功率输送到电网中，而转子还可以从电网吸收功率，这取决于发电机的运行状态。当机组运行在超同步转速状态（转差率为负）时，功率可以通过变流器从转子侧流向电网；当机组运行在次同步转速状态（转差率为正）时，功率则通过变流器从电网流入转子。由此可见，功率可以通过变流器从转子传送至电网，也可以反向传送，一般，转子传送的最大功率约为定子额定功率的30%。背靠背变流器一般由两个IGBT的AC/DC电压源变流器（Voltage SourceConverter, VSC)组成
【参考文献】：
期刊论文
[1]大型风电场建模综述[J]. 葛江北,周明,李庚银. 电力系统保护与控制. 2013(17)
[2]风电接入对继电保护的影响（七）——风电场送出电网继电保护配置研究[J]. 张保会,原博,王进,王小立,黄仁谋,吴伟明. 电力自动化设备. 2013(07)
[3]风电接入对继电保护的影响（六）——风电场送出线路距离保护影响分析[J]. 张保会,张金华,原博,王进,郝治国. 电力自动化设备. 2013(06)
[4]风电接入对继电保护的影响（四）——风电场送出线路保护性能分析[J]. 张保会,王进,原博,郝治国,黄仁谋,王小立. 电力自动化设备. 2013(04)
[5]风电接入对继电保护的影响（二）——双馈式风电场电磁暂态等值建模研究[J]. 张保会,李光辉,王进,郝治国,张金华,黄仁谋,王小立. 电力自动化设备. 2013(02)
[6]具有低电压穿越能力的双馈风电机组故障暂态特性分析[J]. 毕天姝,刘素梅,薛安成,杨奇逊. 电力系统保护与控制. 2013(02)
[7]大规模风电接入对继电保护的影响与对策[J]. 何世恩,姚旭,徐善飞. 电力系统保护与控制. 2013(01)
[8]大规模风电接入的继电保护问题综述[J]. 焦在强. 电网技术. 2012(07)
[9]Impacts of Large-scale Wind Power Grid Integration on Relay Protection and Countermeasures[J]. Shien HE 12,*,Jiale SUONAN1,Xiaoning KANG1,Guobing SONG1 (1.School of Electrical Engineering,Xi’an Jiaotong University,Xi’an 710049,China;2.Wind Power Technology Center,Gansu Electric Power Corporation,Lanzhou 730050,China). 电力系统自动化. 2012(08)
[10]Impact Analyses of Wind Farm on Performances of Transmission Line Relay Protection[J]. Jin WANG *,Baohui ZHANG (School of Electrical Engineering,Xi’an Jiaotong University,Xi’an 710049,China). 电力系统自动化. 2012(08)
本文编号：3517692
【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
013年累计装机容量全球排名前10位的国家
华北电力大学硕士学位论文的一系列数据中可以看出，中国风电产业的发展呈现出高速发展的中国风能协会（Chinese Wind Energy Association，CWEA) 2014 年中国风电装机容量统计数据，除台湾地区以外，中国风电2013年新同比增长24.1%，累计装机容量同比增长21.4%。截止到2013年中计风电装机容量百分比如图1-3所示。其中，排名前三的地区分别区2013年累计装机容量33,447.76MW，占全国累计容量的36.3%;2013年累计装机容量19，676.91MW，占全国累计容量的21.4%;西北年累计装机容量16，025.22MW，占全国累计容量的17.4%。（数据来)
压源变流器与电网相连，定子绕组则直接与电网相连。双馈风力发电系统的典型结构如图2-1所示，主要包括风力机、齿轮箱、双馈异步发电机和背靠背变流器等。A 双馈异步发电机 电M转子侧 电网侧变流器 变流器图2-1双馈风力发电系统典型结构框图一般，双馈机组的功率等级从几百千瓦至几兆瓦不等。双馈异步风力发电系统可以同时通过发电机定子和转子将功率输送到电网中，而转子还可以从电网吸收功率，这取决于发电机的运行状态。当机组运行在超同步转速状态（转差率为负）时，功率可以通过变流器从转子侧流向电网；当机组运行在次同步转速状态（转差率为正）时，功率则通过变流器从电网流入转子。由此可见，功率可以通过变流器从转子传送至电网，也可以反向传送，一般，转子传送的最大功率约为定子额定功率的30%。背靠背变流器一般由两个IGBT的AC/DC电压源变流器（Voltage SourceConverter, VSC)组成
【参考文献】：
期刊论文
[1]大型风电场建模综述[J]. 葛江北,周明,李庚银. 电力系统保护与控制. 2013(17)
[2]风电接入对继电保护的影响（七）——风电场送出电网继电保护配置研究[J]. 张保会,原博,王进,王小立,黄仁谋,吴伟明. 电力自动化设备. 2013(07)
[3]风电接入对继电保护的影响（六）——风电场送出线路距离保护影响分析[J]. 张保会,张金华,原博,王进,郝治国. 电力自动化设备. 2013(06)
[4]风电接入对继电保护的影响（四）——风电场送出线路保护性能分析[J]. 张保会,王进,原博,郝治国,黄仁谋,王小立. 电力自动化设备. 2013(04)
[5]风电接入对继电保护的影响（二）——双馈式风电场电磁暂态等值建模研究[J]. 张保会,李光辉,王进,郝治国,张金华,黄仁谋,王小立. 电力自动化设备. 2013(02)
[6]具有低电压穿越能力的双馈风电机组故障暂态特性分析[J]. 毕天姝,刘素梅,薛安成,杨奇逊. 电力系统保护与控制. 2013(02)
[7]大规模风电接入对继电保护的影响与对策[J]. 何世恩,姚旭,徐善飞. 电力系统保护与控制. 2013(01)
[8]大规模风电接入的继电保护问题综述[J]. 焦在强. 电网技术. 2012(07)
[9]Impacts of Large-scale Wind Power Grid Integration on Relay Protection and Countermeasures[J]. Shien HE 12,*,Jiale SUONAN1,Xiaoning KANG1,Guobing SONG1 (1.School of Electrical Engineering,Xi’an Jiaotong University,Xi’an 710049,China;2.Wind Power Technology Center,Gansu Electric Power Corporation,Lanzhou 730050,China). 电力系统自动化. 2012(08)
[10]Impact Analyses of Wind Farm on Performances of Transmission Line Relay Protection[J]. Jin WANG *,Baohui ZHANG (School of Electrical Engineering,Xi’an Jiaotong University,Xi’an 710049,China). 电力系统自动化. 2012(08)
本文编号：3517692
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