兆瓦级双馈风电机组电网故障时暂态分析

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1、第38卷第23期电力系统保护与控制、b1．38NOI232010年12月1日PowerSystemProtectionandControlDec．1．2010兆瓦级双馈风电机组电网故障时的暂态分析吕志强，许国东(浙江运达风电股份有限公司，浙江杭州I310012)摘要：以1．5MW双馈式风力发电机组为研究对象，通过分析双馈式异步发电机的暂态电气关系，给出了电网三相短路故障时双馈式异步电机的定子绕组暂态电流和转子绕组暂态电流的计算方法。建立双馈式风电机组的并网模型，并进行了电网三相短路故障的仿真，仿真结果验证了暂态响应算法的有效性。对双馈式风电机组的Crowbar电路的作用进行了理论分

2、析和仿真研究，采用Crowbar电路时风电机组的暂态响应比未采用该电路时有了明显改善。关键词：风力发电；双馈异步电机；暂态分析；短路故障；Crowbar电路TransientanalysisofgridshortcircuitfaultofmegawattdoublyfedwindturbineLtiZhi—qiang，XUGuo—dong(Zh~iangWindeyEngineeringCo．，Ltd，Hangzhou310012，China)Abstract：Taking1．5Mwdoublyfedwindturbineastheresearchobject．thecalcul

3、ationmethodofstatortransientcurrentandrotortransientcurentofasgridthree—phaseshortcircuitfaultoccursispresentedthroughanalyzingthetransientequations．Modelofdoublyfedwindturbineconnectedtogridisbuilt，andsimulationexperimentofgridthree—phaseshortcircuitfaultiscariedout．Thesimulationresultsprovet

4、hefeasibilityoftransientresponsecalculationmethod．ThenthefunctionofCrowbarcircuitfordoublyfedwindturbineisstudiedthroughtheoreticalanalysisandsimulationexperiment，andtheresultsshowthatthetransientresponseofwindturbinegeneratorsisimprovedafteradoptingtheCrowbarcircuit．ThisworkissupportedbyNatio

5、nalHighTechnologyResearchandDevelopmentofChina(863Program)(No．2007AA05Z447)．Keywords：windturbine；doublyfedinductiongenerator；transientanalysis；shortcircuitfault；Crowbarcircuit中图分类号：TM315；TM614文献标识码：A文章编号：1674．3415(2010)23—0112—05转子绕组上会感应出非常大的暂态电流L2j，并且由0引言于电网电压降低，转子回路中的变流器将积聚较多近几年，风力发电规模迅速扩大，2

6、008年新增能量，直流母线电压升高，这将对风电机组的安全装机容量624．6万kW，比2007年增长89％¨J。2009造成很大影响。因此，研究电网故障时双馈式风电年上半年新增装机容量已达444万kW，全年新增机组的暂态响应对风电机组的控制系统和保护电路装机容量将突破1000万kW，其中兆瓦级变桨变速的设计有重要意义。型风电机组占据了绝大部分份额。相比其他类型的短路故障而言，电网三相短路兆瓦级风电机组中，双馈机型是市场主流产品，故障的影响最为严重，是电网短路故障中的极端状具有技术成熟、变流器容量小、成本较低、性能优况。国内外学者对应用广泛的异步感应电机在电网良等优点，可以具备有功和无

7、功调节、低电压穿越三相短路故障时的暂态响应进行了深入研究。J。等电网支撑功能，能满足日益严格的并网标准的要JohanMorren等在异步感应电机暂态分析理论的基求。国内外绝大多数厂商，包括已运行的5．0Mw础上提出了双馈式异步发电机的定子绕组暂态电流机型，均采用了双馈式风电机组。的计算方法IoJ，国内学者也进行了相关研究J。但双馈式风电机组在电网发生短路故障时，定、与异步感应电机不同的是，双馈式异步风力发电机组的转子侧连接有变流器，其转子绕组的暂态响应基金项目：国家高