低电压穿越控制下双馈风电机组短路电流特性与计算方法

双馈风电机组(DFIG)的规模化应用使得电力系统的故障特性发生了变化,极大制约了电力系统继电保护的实施。针对现有研究未计及低电压穿越(LVRT)措施对DFIG故障特性的影响问题,对低电压穿越控制下DFIG的短路电流进行研究,重点考虑DFIG无功功率输出通过改变机端电压对机组故障输出特性的影响。着眼于DFIG定转子绕组反应、变换器LVRT控制的相互耦合,通过构建LVRT控制下的DFIG矢量模型,导出了LVRT控制启动前和启动后的DFIG短路电流表达式,从无功功率输出和LVRT控制启动延时两个方面分析LVRT控制对DFIG短路电流的影响,建立LVRT控制启动前和启动后的DFIG故障等效模型,提出考虑LVRT控制影响的DFIG并网系统短路电流的计算方法。     

双馈风电系统中VRB储能型网侧九开关变换器

双馈感应电机(DFIG)风力发电系统定子侧直接挂网运行,使故障穿越运行显得尤为重要。在研究多种故障电压补偿方案与九开关变换器脉宽调制策略的基础上,提出新颖的采用九开关变换器替代双馈风电系统网侧变换器实现并网控制与电压串补一体化方案。在对九开关变换器的数学模型、调制方法、工作状态、网侧九开关变换器的控制策略、直流侧电压分配以及全钒液流电池储能环节电路模型进行理论分析的基础上,建立网侧采用九开关变换器的DFIG风电系统仿真模型。设计多种并网点电网电压短路故障工况,分别对风电系统的电气参数和运行特性进行深入仿真研究。研究结果表明九开关变换器能维持DFIG机端电压稳定,使双馈风电机组在对称与不对称电网电压故障下实现柔性故障穿越运行。     

考虑低电压穿越全过程的双馈风电机组短路电流计算方法

双馈风电机组在电网故障期间保持并网运行,其输出的短路电流对电力系统保护和控制产生较大影响。电网故障下,双馈风电机组通常先投入撬棒保护并闭锁转子侧变流器,而后重启转子侧变流器控制机组输出无功功率。目前,针对双馈风电机组短路电流已有较多研究,但是尚未考虑低电压穿越全过程中机组运行状态切换所造成的电气参量的变化,可能造成短路电流的分析和计算出现较大误差。为此,分别建立了撬棒投入和转子侧变流器无功控制两个阶段的双馈感应发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)数学模型,推导了这2个阶段DFIG定子短路电流的表达式,分析了低电压穿越方式的切换对DFIG输出短路电流的影响,提出了低电压穿越全过程DFIG短路电流的计算方法,并通过时域仿真验证了理论分析的正确性。     

具有不对称故障穿越能力逆变型新能源电源故障电流特性

新能源电源大规模接入电网背景下,电网故障特征发生根本性改变,电网继电保护正面临新挑战。由于新能源电源故障特性与其所用变换器控制紧密相关,而变换器具体采用的控制策略随生产厂家不同而不同,一般也不公开,所以这些因素使得揭示新能源电源短路电流特性成为难题。针对逆变型新能源电源(IIREG),提出了基于并网逆变器与直流卸荷电路协调控制的故障穿越策略,确保IIREG穿越不对称度100%的故障。以此为基础,分析逆变器控制策略与IIREG短路电流特性间关联规律,进一步从理论上推导出了不依赖逆变器控制结构及参数的IIREG稳态短路电流计算公式。最终,采用硬件在环实验,验证了所提故障穿越策略与IIREG稳态短路电流表达式的有效性和正确性,同时通过分析故障类型、位置及所接电网短路容量水平对IIREG故障电流特性的影响,揭示了IIREG与常规同步电机相比的差异。这为含IIREG电网继电保护适应性分析及配置整定研究提供理论支撑。     

电网短路时并网双馈风电机组的特性研究

双馈感应风力发电机组（doubly fed induction generator,DFIG）对电网扰动十分灵敏,在电网发生故障期间双馈风电机组与电网的相互影响会造成电网暂态特性以及短路电流分布的显著变化。但是由于双馈感应发电机组与同步发电机组的结构及运行原理均不相同,且目前对其故障过程的研究也比较有限,使得并网双馈风电机组的故障特性还不甚清晰。在以双馈风电机组为主的风电大规模并网背景下,电网的安全稳定运行面临着严峻的挑战。从双馈风电机组的控制策略对其故障特性的影响机制出发,对双馈风电机组在电网发生对称以及不对称短路情况下的短路过程进行深入分析,并进一步推导了适用于不同电网短路情况的并网双馈风电机组短路电流表达式,仿真和算例结果验证了该表达式的正确性。     

计及撬棒保护的双馈风电机组不对称短路电流特性分析

电网故障时,双馈式感应风电机组(DFIG)在机端电压深度跌落过程中表现出的电磁暂态特性十分复杂。计及撬棒保护的DFIG不对称短路特性研究较少,为了准确描述机端电压深度跌落过程中DFIG不对称短路电流变化特性,基于空间矢量和序分量法,建立了双馈感应电机的正、负序数学模型。在考虑双馈风电机组不同初始运行功率的情况下,通过数学解析的方法推导了撬棒保护电路投入后定转子正、负序磁链的计算表达式,在此基础上得到了定、转子电流的解析表达式。该方法同样适用于对称性故障时DFIG短路电流的解析计算。最后,通过Matlab/Simulink仿真软件验证了双馈风电机组机端发生对称和不对称电压跌落时定子电流解析计算表达式的准确性。     

考虑网侧控制与机端相位跳变的双馈风电机组对称故障暂态特性研究

目前在双馈风电机组(doubly-fed induction generator,DFIG)对称短路暂态特性的研究中,未充分考虑DFIG网侧变流器控制以及机端电压相位跳变等因素。为此,首先建立了综合考虑上述2种因素的DFIG故障暂态模型,在此基础上,推导了电网三相对称故障情况下的DFIG转子电流和定子电流的瞬时表达式,分析了DFIG机端电压相位跳变以及DFIG网侧变流器控制在故障时对短路电流的作用机理,实现了电网故障下DFIG故障暂态过程更为准确的描述。时域仿真与动模实验结果均验证了短路电流表达式的正确性。     

考虑转子励磁控制的双馈风机故障特性分析

双馈风机大量并网后,电网故障特性发生明显变化,给电网设备选型及电网继电保护问题带来挑战。非严重故障情况下,撬棒保护未达到动作阈值时,转子侧变换器继续投入运行,转子变换器励磁控制很大程度上改变双馈风机的故障特性。通过建立双馈风电机组数学模型,理论分析了转子侧变换器控制下双馈风电机组的磁链变化、转子电流和定子电流的暂态特性。并通过PSCAD/MATLAB仿真软件对DFIG磁链和定转子电流进行了仿真分析,验证了理论分析的正确性。     

采用串联网侧变换器的DFIG风电系统低电压穿越控制

双馈感应发电机(DFIG)因其对电网故障的敏感性,其低电压穿越运行控制技术备受关注.文中针对定子侧加装串联网侧变换器的新型DFIG风电系统,详细研究了其低电压穿越运行特性,提出了一种适用于新拓扑下发电系统的运行控制方案:通过控制串联网侧变换器抑制定子磁链暂态直流分量及电网电压负序分量对发电机转子侧的不良影响;通过控制转子侧变换器进一步限制故障时发电机的定、转子电流,从而实现发电系统的低电压穿越运行.仿真结果表明:采用所提出的控制方案,可实现电网故障时DFIG风电系统的零电压穿越运行;采用新拓扑的DFIG风电系统具有优良的电网对称及非对称短路故障穿越能力.     

电网短路故障下DFIG的电磁特性研究

对电网短路故障下双馈感应发电机（Doubly Fed Induction Generator,DFIG）的电磁特性进行研究以提高DFIG的故障穿越能力。在对实际电网进行简化的基础上,利用电路理论的换路原理以及KVL、KCL定律分别对电网三相短路故障发生时和切除时DFIG定子磁链的动态特性进行了理论研究;仿真分析了电网不同地点、不同短路故障类型下DFIG定子磁链和转子电流的变化特性。研究结果表明,电网短路切除时DFIG定子磁链发生突变,在线路电阻电抗比较小的情况下定子磁链跃变为稳态值而不出现暂态直流分量,从而短路切除时转子中不会出现暂态冲击电流。理论研究与仿真分析表明,短路发生时与切除时DFIG具有不同的电磁动态。     

基于新型故障树的微控制器系统故障诊断方法

为更好解决以微控制器为主控芯片系统的故障诊断与故障搜寻问题,提出一种输入输出型的故障树模型,应用这种特殊故障树可简化故障推理机制,简便迅速的进行故障诊断与搜寻。该方法从故障树层间引出检测节点,并建立输入输出型最小割集故障树模型,实现了在某新型火炮上的快速自动化检测和精确的故障诊断与故障定位。     

基于故障分量的配电网单端量测距方法

为了消除负荷电流对配电网单相接地故障测距精度的影响,提出了基于故障分量的单端量测距方法。该方法根据横向故障电流的特征构造了测距函数,利用线路单端电压、电流的故障分量来计算故障距离。大量的ATP-EMTP仿真结果表明该方法不受负荷电流的影响,可以有效地搜索到配电网多分支线路的故障点或故障范围。     

配电线路单相断线故障保护方法

为了减小单相断线故障对供电质量造成的不良影响,针对配电线路单相断线故障,提出了一套系统的保护方法。利用电路原理和中性点电压偏移理论,对简单断线故障和伴随接地的复杂故障情况下线路首末两端电压和流经线路的电流特征进行了分析,总结了各电气量的变化规律,提出了一组由电流判据和电压判据组成的单相断线故障判断和保护方法。研究了基于电压判据的断线故障类型及故障区段的判断方法,进一步分析了不对称运行、互感器断线等异常情况对所提判据的影响和相应的改进方案。利用PSCAD/EMTDC仿真软件进行了算例仿真,结果验证了理论分析结果的正确性和断线故障保护方法的有效性。     

军用ATE中GPIB总线故障诊断的应用研究

总线是ATE中的关键技术和重要组成部分,随着军用ATE的大量装备,总线故障时有发生,GPIB总线是军用ATE中常用的总线之一.本文首先分析了GPIB总线的故障原因;接着通过总结并结合工程实践,提出了故障定位流程图;最后讨论了常见的故障现象及其原因,重点分析了由于GPIB通信协议配置错误导致的故障现象,并提出了解决措施.     

基于小波分析的电机故障诊断研究

交流异步电机是广泛使用的能量转换装置,对其常见故障进行分析及诊断,提高电机故障的在线诊断水平,具有明显实用价值。文章利用小波包分析算法提取出电机故障特征向量,并针对轴承故障特征,提出峭度值指标计算和小波包分析相结合的算法,分析获得轴承故障特征频率,由此确定故障的类型。仿真结果证明了该方法的有效性。     

Robust actuator fault compensation accounting for uncertainty in the fault estimation

We propose a fault tolerant control scheme that compensates for actuator faults by adjusting the controller gain based on an estimate of the fault magnitude. The scheme consists of a plant in closed loop with an observer‐based feedback tracking controller, which is adapted to the fault situation diagnosed by a fault detection and isolation algorithm. We give conditions for correct fault detection and isolation and for robust closed‐loop stability accounting for possible errors in the fault estimation. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

一种基于模型模拟电路模糊故障诊断方法

文中提出了一种基于模型的模拟电路故障诊断方法。它以节点电压为测试量,将元件故障及节点的故障电压模糊化,根据电路的拓扑结构,以节点为基点,以节点电压传递为纽带建立模拟电路的故障模型,以模拟贴近度为判断依据来进行故障诊断和选择最佳测试点,并将测试得到的新的信息不断吸收进去,从而快速而有效地诊断出故障,它利用了模糊量的冗余性,克服了容差的影响,不仅能对硬故障,而且对软故障都能较好地定位到元件级,同时又可在线或离线诊断,文中给出了一个直流电路故障诊断的实例,所得的结果是令人满意的。     

一种基于搜索树的配电网故障处理新算法

针对配电网络结构特点,提出了一种基于树形搜索的配电网故障区域检测、隔离及恢复算法。该算法基于各开关联络关系构造出配电网树形模型结构,利用配电自动化终端采集的故障信息搜索出故障区域,并找出多重供电恢复方案。算例表明,该算法不仅对单重故障有效,而且对多重故障能有效判别,同时对配电自动化终端误信号有一定的抑制能力,具有较高的实用性。     

变电站微机故障录波与分析装置

变电站故障录波装置是电力系统暂态过程记录的主要设备，电力系统的发展对变电站故障录波装置提出了更高的要求。介绍了一种新型变电站微机录波与分析系统的硬、软件设计特点。运用突变量启动算法进行故障检测判断，使录波启动准确而稳定。采用了新的录波数据分段记录方式，在减少记录数据量的同时保证记录信息的完整性。利用序电压比值进行故障定位计算，仿真表明该算法对测量误差的敏感度低。     

10kV架空导线单相触树接地故障检测方法

针对单相触树接地故障(TSF)检出困难的问题,进行了TSF建模和检测方法研究.通过分析导线触树过程中的树木温度变化,构建了基于树木电阻率、高度、半径、电阻率-温度特性等实际物理参数的TSF过渡电阻工频时变模型.利用所建模型,分析得到不同10 kV系统发生TSF时的零序电压、电流随时间的变化规律.基于TSF零序电流缓慢单...