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。     

基于对称分量模型的电力系统短路故障计算方法

对称分量法及其序网联接技术是电力系统故障处理的传统方法，但目前存在着许多因素引起了网络参数的三相不对称，以至序网无法分离，序网联接技术失效。该文以相分量故障处理方法为依据，提出了一种相分量坐标下的故障向量变换法。采用多态计算技术，用矩阵变换代替传统的数值计算，用不同的矩阵参数表达各种对称和不对称短路故障的特点，以使用统一的公式计算短路故障，将该方法推广至对称分量坐标下，无需序网联接就可以实现对称分量坐标下短路的故障处理，简化了短路电流计算编程的难点，分析了组合故障等情况，给出了新方法的处理结果，用实例证明了该方法简单实用的优越性。     

电网电压对称跌落时双馈型风力发电机组动态特性分析

随着风力发电大规模接入内蒙古电网,风电机组的动态特性对电力系统的影响日益严重。基于双馈型风电机组定子磁链,定、转子电流等变量的响应特性方程,深入分析了当发生电网电压对称跌落故障时双馈型风电机组电磁响应特性,并绘制出在电网电压跌落、恢复时刻定子磁链的时域微分方程和运动轨迹,分析结论为:影响双馈型风电机组动态特性变化的主要因素有电压跌落深度、跌落前发电机运行转速以及发电机参数特性等;电压跌落程度越深、跌落前发电机转速越高,其暂态响应越剧烈;发电机结构参数决定指数衰减因子,进而决定了电磁变量动态影响时间。     

不同类型风电机组对系统短路容量的影响

随着风电机组的大规模并网,研究风机并网对系统短路容量的影响意义重大。文中考虑短路故障发生的不同位置,分别分析了鼠笼型异步风机、双馈风机以及直驱永磁式风机在短路故障发生时的短路电流,得到故障时刻三种不同类型风机的短路电流的表达式和影响因素。分别搭建含三种风机的配电网模型,仿真相同容量的不同类型风机在系统发生后的输出电流以及对系统短路容量的影响情况。仿真结果表明,相同容量的不同类型风机对系统的短路容量具有不同影响,风机的低电压穿越保护装置的动作情况也会对系统短路容量产生较大的影响。     

三相参数不对称电力系统短路故障的计算机计算

论述了三相参数不对称电力系统的数学模型,导出了其短路故障 的计算机算法和编制了程序计算原理框图。     

双馈感应风电机组三相短路电流特性研究

以电网发生三相短路故障时双馈感应风电机组(doubly-fed induction generator,DFIG)的动态物理过程为基础,分析了定子、转子电流中各频率成分之间的依存关系。基于同步旋转d-q坐标系下DFIG数学模型,从磁链变化的角度,推导出DFIG定子三相短路电流的近似解析计算表达式。提出的计算模型与PSCAD/EMTDC中搭建的DFIG模型的时域仿真结果进行对比,误差小于3%,验证了计算模型的有效性和分析结果的正确性。     

大规模电力系统不对称短路的分块射影解法

本文把网络的分块射影法用于大规模电力系统不对称短路的分析计算。研究表明：该方法对短路计算是可行的。一旦求出了射影张量，即可重复用于后续的计算，只需改变故障所在的那一个子网络的射影张量。本文提出的网络分块射影算法为大规模电力系统的分析计算提供了一条崭新的途径。     

PI控制参数对双馈风电机组短路电流特性的影响分析

在机端电压跌落程度不深的情况下,双馈风电机组(DFIG)不投入撬棒,而是通过改变转子侧控制策略的方法抑制转子侧过电流,此时定子短路电流中会产生衰减暂态电流分量,而DFIG控制系统的PI参数是影响该衰减暂态电流分量的主要因素。以机端发生对称故障的情况为例,针对机端电压跌落程度不深时撬棒保护未投入的情况,推导了DFIG短路电流的表达式,从理论上分析了PI参数对其短路电流特性的影响,并且辅以PSCAD仿真验证分析了在机端电压跌落轻微的情况下DFIG的短路电流特性。     

风力发电机组防雷保护

随着风电机组单机容量和风电场规模的增大,风电场的安全运行问题日益受到重视。在影响风电场安全运行的诸多因素中,遭受雷击是一个重要方面。本文结合风电机组防雷的研究成果,对雷电的形成及危害、风电机组叶片、机舱、电控系统的防雷措施和接地技术进行了较全面的阐述。     

金风S50／750型风力发电机组的失速特性分析

根据定浆距风力发电机的设计特点和能量传榆特性及机组在不同空气密度及风速下的运行状况。分析机组的失速特性及有效失速保护,并通过改变桨距角来调整叶轮的能量捕获,改善风力发电机组失速性能,使机组运行在可靠的安全范围之内。     

大规模风电场在系统暂态过程中的运行实测分析

甘肃电网风电装机容量已超过水电,成为第二大能源。风电带来的电网安全稳定运行压力也随之增大。经过近年来对风电机组低电压穿越能力的检测改造,以及对风电场动态无功补偿装置的运行规范,风电场在系统发生大扰动时的稳定运行能力得到了大幅提升。为了检验风电场的抗扰动能力,在酒泉地区开展了人工短路试验,用最接近真实的手段进行了验证分析。     

某风力发电机着火原因分析与处理

通过对某发电厂火灾事故原因的分析,注意到需要加强风力发电机日常维护,尤其是电控柜下部母排处,可能存在日常工作和维护时遗留下的短接线或其他导体,容易引起690 V母排发生相间短路.因此在日常管理维护中要定期检查风机内各种电气设备接线,发现松动要及时紧固;加强对电缆外观、连接可靠性、电缆桥架胶皮护套是否脱落等全面检查,防止...     

核电站控制棒电源系统相复励发电机短路故障的解析计算

针对核电站控制棒电源系统,现有保护仅采用以额定电流为定值的定时限过流保护作为短路后备保护,导致该系统已发生多起过流保护抢先动作与失磁保护失配的事件。解决保护失配问题的关键在于对控制棒电源系统发电机短路故障电流的准确解析,解析重点在于考虑发电机实际采用的相复励无刷励磁方式对故障电流的影响,而相复励励磁电流由并励电压对应的励磁分量和复励电流对应的励磁分量合成产生。经过合理的假设与模型简化,结合发电机基本方程和励磁系统数学模型,推导得到了并励电压分量作用下的三相短路电流。引入复励电流分量作用,根据励磁电流变化对短路电流进行修正,得到了包含暂态分量和稳态分量的相复励发电机三相短路电流时域解析表达式。由正序等效定则扩展得到两相短路电流的时域解析表达式。基于PSCAD/EMTDC平台建立了控制棒电源系统电磁暂态模型,对理论分析结果进行了验证,进一步对保护优化方法进行了讨论。     

风电装备VSG等效功率平抑及频率补偿方法

借鉴传统电力系统中的同步发电机数学模型,提出一种大规模风电装备虚拟同步发电机(VSG)等效实现功率平抑及频率补偿方法。首先,设计了具有电力电子装置自身特性的虚拟调速器和虚拟励磁控制器,保证电网电流的低谐波畸变的同时,具有响应电网电压幅度、频率波动事件功能,可在一定程度上提高电网稳定性。同时模拟同步发电机的转动惯量,提高电网接口的惯性和阻尼特性,降低大规模风力发电系统对传统电网的冲击。最后,基于110 kW风力发电机组及锂电池储能单元对所提方法的可行性和有效性进行了验证与分析。     

小容量发电机出口断路器的瞬态恢复电压研究

为深入地研究小容量(≤30 MW)的发电机组出口是否也应装设GCB,利用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC计算分析了系统中发生失步故障及三相短路故障情况下,12~30 MW小容量发电机出口断路器的瞬态恢复电压(transient recovery voltage,TRV),并研究了降低TRV上升率的措施,从TRV上升率的角度出发确定在何种条件下普通配电型断路器可以替代GCB安装在发电机出口处。计算结果表明:在12、15、18、20、22、30 MW的小容量发电机回路中,分别在发电机出口断路器靠近变压器的一端加装电容量为0.2μF、0.3μF、0.4μF、0.5μF、0.6μF、0.8μF的电容器时,可有效地将TRV上升率降低至0.34 k V/μs以下,此时普通配电型断路器可以替代GCB安装在12~30 MW的发电机出口处。     

交流发电机整流供电系统故障限流装置的分析与设计

提出了一种新型的整流发电机供电系统区域问限流保护方案及限流器电路。给出了适用于限流器分析的整流发电机的简化模型。建立了该型限流器的数学模型，得到了整流发电机电源参数对FCL承受的最大电压和最大电流的影响关系，通过MATLAB仿真验证了简化模型和所推导结论的正确性。研制出小功率实验样机，完成了三相整流同步发电机直流侧突然短路故障时限流的动态模拟实验。实验结果表明该限流器设计合理，限流效果明显。     

考虑故障限流的VSG暂态功角稳定控制方法

当电网发生严重故障时,虚拟同步发电机(VSG)易发生功角失稳并导致故障电流越限,现有方法大多忽略功角失稳与故障过流之间的内在关联性而将二者单独处理,导致二者难以同时解决。为此,分析了VSG的暂态功角特性和故障电流特性,阐释了产生上述问题的原因及相互关系;基于相图理论分析了多影响因素下VSG的暂态功角稳定性,提出了一种考虑故障限流的VSG暂态功角稳定控制方法,该方法在自适应调节有功功率指令以保持功角稳定的基础上联合调节无功调压系数,并引入准静态近似虚拟阻抗,同时实现了故障期间VSG的暂态功角稳定和全故障限流。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性及所提控制方法的有效性。     

一种新型的发电机相间保护

分析了发电机相间短路时故障点两侧负序电流比值的特点,计算表明以此作为保护装置故障判别的依据,无死区,灵敏度高,可靠性高,并且动作速度快;同时也讨论了过渡电阻的影响。     

1000 MW汽轮发电机转子绕组匝间短路故障的诊断与分析

以某电厂1000 MW汽轮发电机在运行过程中发现转子轴振动异常为例,对转子绕组匝间短路故障进行了诊断与分析.对该转子进行了降速过程和盘车状态的交流阻抗及损耗试验,并进行了盘车状态的RSO试验.分析了试验数据诊断与动态下的判断互相矛盾的原因.阐明了转子在运行中振动幅度明显与负荷的变化呈正相关性,并由此导致匝间存在短路隐患.建议及时关注转子的振动幅值和负荷变化的关系,以便及时应对转子绕组匝间出现的短路故障.     

风力机的MATLAB模型及其应用

提出了一种简化的定桨距风力机的MATLAB模型。该模型对于风电场的建设与规划 ,对于风力发电机组的运行仿真和设计都具有重要的意义