双馈风力发电系统故障特性及保护方案构建

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摘要针对双馈电机励磁方式的特点, 本文分析了电网发生故障时定子短路电流呈现的“多态”故障特征, 论述了故障点距离、Crowbar保护动作门槛值以及励磁逆变器控制系数等因素对双馈电机短路电流特性的影响, 并进行了仿真验证。基于以上研究结果, 从提高双馈电机故障穿越能力的角度出发, 提出了一套适用在风电场并网节点处的新型复合式电流—电压保护方案。通过对传统电流保护的改进和构建低电压穿越运行特性的电压保护, 使其能够适应双馈电机的故障特征, 满足风场联络线上故障的可靠切除及配电系统内故障时风电场的低压穿越运行, 对实现含双馈风电机组的电网稳定及故障后的快速恢复具有重要意义。

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	撖奥洋
	张哲
	尹项根
	张健
	梁明辉

关键词 ：双馈风力发电机, 故障特性, 低压穿越, 并网处保护

Abstract：This paper discusses how the fault locations, action of crowbar protection and the proportional and integral coefficient of rotor side inverter affect the magnitude and decay time of doubly-fed induction generator(DFIG)’s short-circuit current. The simulation indicates the “multi-waveform” fault characteristics of DFIG current fed into the grid, which is due to the multi rotor exciting models. Based on this, a grid connecting-point protection scheme for wind farm is proposed. The scheme is composed of advanced current protection and low voltage protections, which can not only reliably remove the fault happened on the tie line, but also ensure the wind farm to operate under fault condition. The proposed protection scheme is of great significance to realizing the reliable operation and fast fault restoration of the grid with high penetration wind generators.

Key words： DFIG fault characteristic low voltage ride-through grid connecting-point protection

收稿日期: 2010-03-23 出版日期: 2014-03-20

基金资助:国家863高技术基金项目(2009AA05Z208), 教育部博士学科点专项科研基金(20090142110055)资助项目。

引用本文:

撖奥洋, 张哲, 尹项根, 张健, 梁明辉. 双馈风力发电系统故障特性及保护方案构建[J]. 电工技术学报, 2012, 27(4): 233-239. Han Aoyang, Zhang Zhe, Yin Xianggen, Zhang Jian, Liang Minghui. Research on Fault Characteristic and Grid Connecting-Point Protection Scheme for Wind Power Generation With Doubly-Fed Induction Generator. Transactions of China Electrotechnical Society, 2012, 27(4): 233-239.

链接本文:

http://dgjsxb.ces-transaction.com/CN/Y2012/V27/I4/233

[1] 内蒙古电力公司2009-39号文件. 内蒙古风电场接入电网规定技术规定[S].
[2] 宋任峰, 李时莹. 德国电网规程对风力机联网及运行的要求[J]. 国际电力, 2005, 9(6): 20-23.
[3] 关宏亮, 赵海翔, 王伟胜, 等. 风电机组低电压穿越功能及其应用[J]. 电工技术学报, 2007, 22(10): 173-177.
[4] 贺益康, 周鹏. 变速恒频双馈异步风力发电系统低电压穿越技术综述[J]. 电工技术学报, 2009, 24(9): 140-146.
[5] 马小亮. 风力发电机组的电气控制[J]. 电工技术学报, 2006, 21(6): 11-16.
[6] 严干贵, 王茂春. 双馈异步风力发电机组联网运行建模及其无功静态调节能力研究[J]. 电工技术学报, 2008, 23(79): 98-104.
[7] 叶宗彬, 李浩. 双三电平双馈电机控制系统[J]. 电工技术学报, 2009, 24(6): 25-29.
[8] 王晓波, 严干贵, 郑太一, 等. 双馈感应风电机组联网运行仿真及实证分析[J]. 电力系统自动化, 2008, 32(7): 87-90.
[9] Johan Morren. Short-circuit current of wind turbines with doubly-fed induction generator [J]. IEEE Transactions on Energy Conversion, 2007, 22(1): 174-180.
[10] 关宏亮, 戴慧珠. 风力发电机组对称短路特性分析[J]. 电力自动化设备, 2008, 28 (1): 61-64.
[11] 张保会, 郝治国. 智能电网继电保护研究的进展(三) —功能保护的的发展[J]. 电力自动化设备, 2010, 30(3): 1-6.
[12] 张保会, 郝治国. 智能电网继电保护研究的进展(二)—保护配合方式的发展[J]. 电力自动化设备, 2010, 30(2): 1-6.
[13] Pena R, Clare J C, Asher G M. Doubly fed induction generator using back-to-back PWM converters and its application to variable-speed wind-energy generation
[J]. IEE Proceedings-Electric Power Applications, 1996, 143(3): 231-241.
[14] 李建林, 赵栋利, 李亚西, 等. 适合于变速恒频双馈感应发电机的crowbar对比分析[J]. 可再生能源, 2006(5): 57-60.
[15] 撖奥洋, 邓星, 文明浩, 等. 高渗透率下大电网应对微网接入的策略[J]. 电力系统自动化, 2010, 34(1): 78-82.
作者简介:撖奥洋男, 1980年生, 博士研究生, 主要研究方向为风力发电系统的保护与控制, 含分布式电源的电网系统安全稳定运行等。张哲男, 1962年生, 教授, 博士生导师。主要研究方向为电力系统继电保护, 安全稳定控制, FACTS技术, 电力电子技术及其在电力工程中的应用。