并网双馈感应风电机短路故障特性的仿真研究

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1、第29卷第12期计算机仿真2012年12月文章编号：1006—9348(2012)12—0349—05并网双馈感应风电机短路故障特性的仿真研究金晶，熊小伏，欧阳金鑫(重庆大学电气工程学院，重庆400030)摘要：研究并网双馈感应风电机短路故障特性。由于变流器控制系统对故障特性的影响不可忽视，所以为了更为准确地分析诊断系统故障以保证系统的安全运行，从DFIG短路故障时的暂态过程出发，在考虑转子电流动态特性的情况下提出了DFIG对称短路电流的动态表达式，进而对短路故障电流的特性进行了分析，并利用PSCAD／EMTD

2、C平台进行了仿真分析。仿真结果表明了DFIG变流器控制系统对短路故障特性的影响，为风电系统的故障分析诊断提供了一定的依据。关键词：双馈感应发电机；变流器；转子电流；短路电流；对称短路中图分类号：TM743文献标识码：BCharacteristicsofShortCurrentforDoubleFedInductionGenerationConsideringRotorCurrentDynamicCharacteristicsJINJing，XIONGXiao—fu，OUYANGJin—xin(SchoolofE

3、lectricalandEngineeringChongqingUniversity，Chongqing400030，China)ABSTRACT：Studythefaultcharacteristicsofdoubly—fedinductionwindgenerator(DFIG)．Sincethattheinflu—euceofconvertercontrolsystemongridfaultisnon—negligible，onthebasisofthetransientprocessofgridDFIG

4、undershort—circuitfault，thispaperderivedtheshortcircuitcurrentdynamicexpressionofDFIGwiththeinfluenceoftherotorconverteroutputonrotorcircuitconsidered．Thensymmetricalshort—circuitcurrentcharacteristicsofDFIGwereanalyzedandtheeffectofthecontrolparametersofthe

5、rotorsideconverteronsymmetricalshort—circuitcurrentcharacteristicswerefound．Finally，PSCAD／EMTDCWasusedforthesimulationanalysis．Thesimulationre-suitsshowtheinfluenceofDFIGconvertercontrolsystemongridfaultcharacteristics，anditprovidesafoundationforthefaultdiag

6、nosisandanalysisofwindpowersystem．KEY-WORDS：Doubly—fedinductiongenerator；Converter；Rotorcurrent；Short—circuitcurrent；Symmetricalshort—cjreI】it1引言风力发电技术做为新能源开发利用中技术最成熟、最具规模和发展前景的发电方式之一，在国内外都受到重视并得到快速的发展¨‘3j。其中广泛应用的双馈感应发电机(dou-blyfedinductiongenerator，DFIG)，由于

7、其不同于同步发电机的结构、运行原理及并网方式，电网故障时其提供的短路电流将会对电网短路故障特性及暂态电压分布产生显著的影响”’7J。因此，掌握并网双馈感应发电机的故障特性才能对风电系统进行准确的故障诊断以便更好地确保系统的安全基金项目：国家自然科学基金项目(50777068)；重庆大学输配电国家重点实验室资助项目(2007DAl0512709202)收稿日期：2012—03—14修回13期：2012一04—13运行。目前，国内外关于并网DFIG短路故障特性的研究以仿真研究为主，少量研究采用数学推导和理论分析方法

8、推导了DFIG的短路电流表达式”。7。。文献[8]根据DFIG定子端三相短路时短路电流的产生机理，提出了双馈风力发电机在空载同步转速条件下的定转子短路电流的近似表达式，在此基础上分析了发电机转速及输出功率对短路电流的影响。文献[9]分别对转子Crowbar电路投入运行和退出运行情况下并网DFIG的短路电流特性进行了研究，并针对各种可能影响DFIG短路电流的因素进行了仿真分析。而DFIG