接地距离保护的新型自适应算法

基于单相接地模型计算出线路经过渡电阻接地时由于负荷电流、两侧系统阻抗角不相等引起的附加阻抗,并用来修正传统距离保护的判据,从而得到自适应接地距离保护的动作判据.新判据能准确地计算出线路故障阻抗的电阻分量和电抗分量,使四边形特性距离保护的电阻线和电抗线易于整定,避免下倾的电抗线缩小保护的范围和电阻线的躲负荷性能的复杂分析...     

平行双回线自适应接地距离保护

文章回顾了平行双回线的互感电压对距离保护阻抗测量的影响,为了解决阻抗测量不准确的问题,提出了采用自适应接地距离保护的理论与方法,并用实例加以说明。     

双馈风电场短路电流特性对距离保护的影响及保护策略研究

目前双馈风机短路电流特性对风电场送出线距离保护的影响以及相关的研究,一般是在计及Crowbar保护动作后的基础上进行的,少有考虑到计及转子侧变流器(RSC)控制后的DFIG短路电流特性对距离保护的影响。基于此,分析了计及Crowbar保护动作后和计及RSC控制两种运行工况下双馈风机的短路电流特性之间的差异。在此基础上,解析推导了计及Crowbar保护动作时的转速频率分量、计及RSC控制时的暂态自然分量对全周傅里叶算法产生的计算偏差表达式。进而分析双馈风电场提供的短路电流对传统距离保护的影响,并提出了故障后适用于两种运行工况下的时域距离保护。最后在Matlab/Simulink平台上搭建并网双馈风机电磁暂态仿真模型。仿真分析了计及Crowbar保护动作和计及RSC控制两种情况下,传统距离保护和时域距离保护的动作特性。     

风电场运行参数变化对其出口输电线路距离保护的影响

在我国,风电场出口输电线路配置有距离保护,由于过渡电阻的存在,保护动作特性仍然会受系统运行参数的影响。概述了风电场接入电力系统对继电保护影响的研究现状,分析了双馈风机的短路特性并介绍了风电场的保护配置,用VC++开发了计及潮流与过渡电阻的电力系统短路计算软件。含东台风电场的系统算例表明：过渡电阻一定时,风机有功出力、功率因数增大,则保护测量电抗减小,甚至可能出现负值;风机并网数量在不同故障类型时对测量阻抗影响不同;当采用工频变化量继电器后,风电场运行参数变化对保护的影响近乎为零。     

风电场运行参数变化对其出口输电线路距离保护的影响

在我国,风电场出口输电线路配置有距离保护,由于过渡电阻的存在,保护动作特性仍然会受系统运行参数的影响.概述了风电场接入电力系统对继电保护影响的研究现状,分析了双馈风机的短路特性并介绍了风电场的保护配置,用vc++开发了计及潮流与过渡电阻的电力系统短路计算软件.含东台风电场的系统算例表明:过渡电阻一定时,风机有功出力、功率因数增大,则保护测量电抗减小,甚至可能出现负值;风机并网数量在不同故障类型时对测量阻抗影响不同;当采用工频变化量继电器后,风电场运行参数变化对保护的影响近乎为零.     

双馈异步型风机的虚拟同步控制策略

首先,针对DFIG型风机的转子侧变流器,提出基于转子励磁磁链定向的虚拟同步发电机(VSG)控制.同时,针对DFIG型风机的网侧变流器虚拟同步电动机(VSM)控制,从而使得DFIG型风机的并网接口特性可等效为一台传统同步发电机,在稳态时维持传统风机最大功率跟踪特性,在动态过程中还能向电网提供有效功率支撑,最终实现DFIG...     

含光伏电站的电网自适应接地距离保护研究

光伏电站并网使110 kV系统拓扑结构发生变化,同时光伏电站等效阻抗随运行方式的不同而改变,线路原有的距离保护受到影响。根据光伏电站的运行特性,推导了距离保护测量阻抗与光伏电站等效阻抗的关系,并对保护测量阻抗受到影响的机理进行了分析。根据不同运行方式下计算得到的光伏电站等效阻抗,提出了基于修正测量阻抗的自适应接地距离保护方案,使保护能够适应光伏电站运行方式的多样性,并且无需改变保护的整定值。在PSCAD/EMTDC中搭建了某地区光伏电站接入110 kV电网的实际拓扑结构并进行仿真分析,分析结果验证了所提方法的有效性和优越性。     

双馈风电场的频率特性对距离保护的影响

基于双馈的风力发电场送出线路发生故障时,风力发电机的短路电流的特性与常规电力系统短路电流特性有明显的差别,主要表现在短路电流可能非工频,这种特性使得利用工频傅式算法进行信号的基频相量的提取和计算不正确。为了深入分析双馈风电场短路电流的这种特性,文中将结合双馈风电场的等效电路,从理论上分析送出线路故障时,风电场侧电流、电压的频率主要成分,并通过频谱分析进行验证。根据风电场侧电流、电压的频率不一致的特性,在PSCAD中仿真分析该种特性对送出线路上传统距离保护的影响。通过对某地区风电场仿真的实验结果可知,短路电流偏移工频,使得基于傅里叶工频算法的传统距离保护不能准确地测得阻抗,从而造成距离元件的误动作。     

投撬棒后双馈风机暂态电势的变化特性分析

双馈感应风机(doubly-fed induction generator,DFIG)暂态等值模型成为近年来继电保护工作者的研究焦点之一。针对双馈风机投入撬棒这一运行工况,在分析转子磁链变化过程的基础上,定量研究了双馈风机暂态电势的变化特性。指出由于转差的存在,暂态电势中出现了转差频率交变分量;撬棒电阻的投入,加快了暂态电势中衰减分量的衰减速度。使得双馈风机的暂态电势呈现出快变特性,不同于传统同步发电机暂态电势慢变的特点,并通过仿真验证了理论分析的正确性。为进一步的双馈风机暂态等值模型的建立及风电场保护策略的研究提供理论依据。     

适用于双馈风电场联络线的距离保护方案

风电场联络线作为风电场向电网输送功率的重要通道,其稳定运行对于风电场和电网的安全稳定运行具有重要影响。双馈风电机组故障电流特性复杂,将导致基于全波傅里叶算法的传统距离保护应用在双馈风电场联络线上时性能严重劣化,难以满足实际电网安全运行要求。因此提出一种距离保护方案。该方案以瞬时值表征的微分方程算法为基础,通过数字低通滤波、故障点电压重构和故障距离迭代计算等技术保证距离测量的正确性。仿真结果表明,该距离保护方案的整体性能明显优于传统距离保护方案,可较好地满足工程应用要求。     

基于估算对侧电源阻抗的自适应距离保护算法

在系统两端电源电势幅值比相等的假设下,基于故障前电源电势与负荷电流之间的相位关系合理地估算出对侧电源阻抗值.利用传统距离保护的测量阻抗和保护处实时相量建立起计算线路故障电抗和电阻的自适应数学模型,2个模型都为正序电流分支系数的相角的函数.根据测量阻抗的电抗分量和电阻分量与正序电流分支系数的相角之间的增减关系分别提出了防止保护拒动和超越的解决办法.仿真结果证明,这种距离保护性能令人满意,提高了保护的可靠性和灵敏度.     

Short Circuit Current Calculation Method of Doubly-Fed Induction Generator with Crowbar Protection Based on Flux Transient Characteristics

With the wide application of doubly-fed induction generator (DFIG), accurate calculation and analysis of the short circuit currents of DFIG with crowbar protection has become very important key to realizing the low voltage ride through (LVRT) capability of DFIG and establishing the corresponding grid protection scheme. In view of this, a method to calculate the short circuit currents of DFIG with crowbar protection when different types of fault occur in the grid is proposed in this paper. First, the DFIG stator and rotor 2nd-order differential equations in the cases of grid symmetrical fault and asymmetrical fault are established respectively. And the short circuit current calculation model when crowbar resistance remains unchanged in the fault duration is obtained. On this basis, the short circuit current calculation model when crowbar resistance varies in the fault duration is derived. And then, the influence of crowbar resistance and DFIG rotor speed on the short circuit current calculation model is analyzed, including the variation pattern of flux eigenvalues with the crowbar resistance, and the variation feature of flux amplitude and phase angle with the rotor speed. Besides, the transient variation characteristics of different flux components are studied. Finally, time-domain simulation tests verify that the proposed calculation method is correct and applicable to different types of crowbar circuits in the market. Besides, the influence of crowbar resistance and DFIG rotor speed on the stator short circuit current peak, peak time and current frequency in different fault cases is revealed.     

提高双馈发电机效率方法的研究

针对如何提高双馈发电机效率的问题,给出了采用转子斜槽及定子加装磁性槽楔的解决方法,利用有限元方法对双馈发电机模型进行了有限元仿真得到分析数据,结合对比实验数据,验证了该方法能有效提高双馈发电机的运行效率。     

计及撬棒保护影响的双馈风力发电机组故障电流特性研究

为了研究对称及不对称电网故障情况下双馈风力发电机组的故障电流特性,建立了两相静止坐标系下双馈风力发电机组的动态模型。对近区严重故障且撬棒保护动作情况下双馈风力发电机组的定子绕组磁链动态过程进行了研究,提出了一种兼顾精确性和简易性的定子绕组磁链简化计算模型。以此为基础,对对称故障和不对称故障情况下双馈风力发电机组的故障电流特性进行了分析,得到了其解析表达式,建立了故障电流的等效计算模型。数字仿真结果表明,理论分析结果在故障发生后的前2个工频周期内具有很高的精确度,可以满足继电保护原理研究和整定计算的应用要求。     

基于Crowbar的双馈风电系统低电压故障下无功控制

在电网电压发生跌落故障期间,基于Crowbar电路的双馈风力发电系统需要吸收大量无功功率。通过分析故障下DFIG系统的运行特点,建立了变桨距角控制模型及网侧变流器的STATCOM控制模型,Crowbar电路动作后,利用变桨距系统调节桨距角来抑制系统转差率,减小系统从电网中吸收无功功率,同时将网侧变换器切换成STATCOM工作模式,为系统提供无功功率补偿,在PSCAD/EMTDC平台进行暂态仿真研究。结果表明,在故障期间Crowbar电路启动后,通过该控制策略能避免系统从电网中吸收过量无功功率,有助于主电网电压的重建和恢复,验证了所提方法的有效性和正确性。     

考虑锁相环的双馈风力发电机组无源控制

为了降低大规模变速风力发电机接入电网的运行风险,需要研究风力发电机组的控制策略,增加风电对系统功率振荡的抑制能力。该文通过锁相环实现dq坐标系定向以及输出参考点频率值,考虑锁相环的动态作用建立风力发电机组和电网频率之间的端口受控耗散哈密尔顿(PCHD)模型,根据系统平衡方程求得双馈风力发电机组(DFIG)各个状态变量的期望平衡点,然后采用互联和阻尼分配无源控制(IDA-PBC)方法获得转子电压反馈控制律,从而得到DFIG机侧换流器控制和附加阻尼控制器,以改善系统的低频振荡特性,最后以单机无穷大系统和IEEE4机2区域系统为例验证本文所提方法的有效性。     

新型自适应距离继电器

距离保护测量到的阻抗由于受对侧系统助增电流的影响会偏离故障线路的实际值,从而引起距离保护发生超越或者缩短保护距离。实际应用中往往利用零序电抗元件来解决这个问题,但对于相间故障则无能为力。通过分析发现,无论对于相间故障还是接地故障,当线路经过渡电阻故障时,距离保护测量阻抗随着过渡电阻变化的轨迹是一段圆弧,利用故障前保护测量到的电压、电流量可以估算出其圆心和半径。文中利用对阻抗变化轨迹的估算,提出了一种基于自适应电抗元件的四边形距离继电器的原理以及实施方案。理论分析和仿真计算都表明,所提出的自适应距离继电器除了能够有效防止区外经过渡电阻故障时发生超越,在区内故障时其耐受过渡电阻的能力也较常规四边形继电器有所提高。     

基于模糊自适应的双馈异步风力发电机控制策略

为了解决双馈异步风力发电机（doubly-fed induction wind generator,DFIG）不对称电网网侧变换器采用双电流闭环控制策略（double current closed loop control strategy,DCCS）时响应速度慢、动态性能差等问题,提出了根据电流差、电流差变化率在线模糊自适应修正比例积分微分（proportion integration differentiation,PID）控制器参数的Fuzzy PID策略,建立了DFIG网侧变换器数学模型。基于Matlab/Simulink仿真工具,通过模拟电网侧发生不对称电网故障,仿真得到网侧变换器在改进控制策略下的直流侧电压、电流波形。仿真结果表明：与传统DCCS相比,Fuzzy PID策略进一步改善了直流侧电压、电流的稳定性,减少了直流侧电压、电流纹波分量,改进后的控制系统响应速度更快、动态性能更好。