考虑转子励磁控制的双馈风机故障特性分析

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1、第39卷第6期四川电力技术Vo1．39。No．62016年12月SichuanElectricPowerTechnologyDec．，2016考虑转子励磁控制的双馈风机故障特性分析柳鑫，廖茜。邹景澍。，王远波(1．中铁电气化勘测设计研究院有限公司，天津300250；2．国网重庆万州供电公司，重庆万州404100；3．西南交通大学电气工程学院，四川成都610031)摘要：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

2、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。关键词：双馈感应风力发电机；转子励磁控制；故障电流Abstract：Highpenetrationofdouble—fedinductiongenerator(DFIG)willobviouslycha

3、ngethefaultcharacteristicsofpowergrid，whichbringsthechallengetotheequipmenttypeselectionandrelayprotectionofpowerd．Fornon—severefaultcon—ditions，thecrowbarprotectiondoesnotreachtheactionthresholdandtherotorsidekeepsoperating，andtheexcitationcon—trolo

4、frotorconverterwillgreatlychangethefaultcharacteristicsofdouble—fedinductiongenerator．Basedonthemathemati—calmodelofdouble—fedwindgeneratingunit，thefluxvariationandrotor／statorcurrenttransientcharacteristicsofdouble—fedinductiongeneratorunderthecontr

5、olofrotorsideconverterayeanalyzedtheoretically．ThesimulationofDFIGfluxandstator／rotorcurrentiscarriedoutbyPSCAD／MATLABsimulationso~waye．whichverifiesthecorrectnessofthetheoreticala—nalysis．Keywords：double—fedinductiongenerator；rotorexcitationcontrol；

6、faultcurent中图分类号：TM315文献标志码：A文童编号：1003—6954(2016)06—0010—04针对电网远端非严重故障时，双馈风电机组转0引言子侧变换器继续进行励磁，双PWM变换器的动态响应将对双馈风电机组的故障电流特性造成较大影目前，风力发电类型和风机型号多样化，而双馈响。文献[3—4]考虑了转子侧变换器的励磁控制风电机组由于其经济和技术上的优点成为国际上应对双馈风电机组的暂态特性的影响，建立了转子侧用最为广泛的机型。根据双馈风电机组的运行特变换器控制下的转子回路动态模型

7、；分析了转子侧性，其转速与由电网运行频率决定的同步发电机不变换器与双馈电机的耦合特征，通过时域仿真验证同，即具有异步电动机的特点；另一方面，双馈风电了转子侧变换器控制方式对双馈风电机组暂态行为机组具有独立的可调节功率因数的励磁绕组，又具的影响。文献[5—6]按照功率外环闭锁的思想，故备同步电动机的特点。考虑到电机本身的结构和变障暂态过程分析中只考虑了转子电流内环控制器的换器复杂的控制策略，电网故障下双馈风电机组提影响。按典型的I型和II型系统设计了转子电流内供的短路电流明显异于传统同步发电机_1

8、-2J，其规环控制器，并分析了转子侧变换器的动态响应特性模化并网下提供的短路电流对电网的电气量变化特及双馈风电机组的故障电流特性。文献[7—9]采征产生复杂的影响，因此双馈风电机组故障电流特用数字仿真定性分析了远端故障下考虑DFIG转子性的分析对以故障特征为基础的继电保护研究具有励磁调节动态特性下的故障电流特征，但缺少定量重要意义分析且并未推导出双馈风机故障电流的表达式。基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金资助(SWJTU12CX031)·l0·第39卷第6期四川电力技术Vo1．39。No．