风力发电机保护及其对配电系统保护的影响

论文摘要

随着风力发电的迅猛发展,越来越多的风电场接入电力系统,分析风力发电对系统继电保护的影响有重要意义。本文在已有研究成果基础上,对目前广泛采用的双馈式风力发电机在电网发生故障情况下的暂态响应特性进行了仿真与分析,并分析和比较了有转子过流保护的双馈电机与普通异步发电机的故障电流特性,给出了风力发电机保护方案;分析了系统故障时风力发电对电网继电保护的影响,讨论了风力发电机定子故障电流的构成和各分量衰减时间常数的计算,并分析了其衰减规律,指出了主要故障特征;根据风力发电机故障电流的特点,提出了自适应特性的电流保护,以减小或消除风力发电对配电网系统保护的影响,并定性地进行了仿真与分析,结果表明可以明显提高传统保护的动作性能。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景和意义
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 风力发电技术发展现状
• 1.2.2 风力发电对电网保护的影响研究现状
• 1.3 本文的主要工作
• 第二章 双馈发电机暂态特性研究
• 2.1 双馈发电机的工作原理
• 2.1.1 双馈发电机的结构
• 2.1.2 双馈发电机的数学模型
• 2.1.3 双馈发电机的等值电路
• 2.1.4 双馈发电机的功率关系
• 2.1.5 双馈发电机的矢量控制
• 2.2 双馈发电机的建模与暂态特性仿真
• 2.2.1 双馈发电机的系统建模
• 2.2.2 双馈发电机暂态特征仿真
• 2.2.3 仿真结果分析
• 2.3 双馈发电机的转子过流保护
• 2.3.1 转子过流保护原理
• 2.3.2 算例分析
• 2.4 小结
• 第三章 风力发电机的保护
• 3.1 研究背景和现有配置方案
• 3.2 风力发电机组的保护配置
• 3.2.1 差动保护
• 3.2.2 电流速断保护及过流保护
• 3.2.3 反时限过流保护
• 3.2.4 零序过流保护
• 3.2.5 零序过压保护
• 3.2.6 负序过流保护
• 3.2.7 低/过压保护
• 3.2.8 低/过频率保护
• 3.2.9 方向功率保护
• 3.3 小结
• 第四章 风力发电对系统保护的影响及其对策
• 4.1 风电场接入系统的方案
• 4.2 风力发电对配电网保护的影响与分析
• 4.2.1 风力发电对配电网保护的影响
• 4.2.2 风力发电机短路电流及其衰减规律分析
• 4.2.3 风力发电机短路电流非周期分量分析
• 4.2.4 风电场接入后配电网短路电流分析
• 4.3 保护配置对策
• 4.3.1 传统配电网保护
• 4.3.2 自适应电流速断保护
• 4.3.3 自适应电流限时速断保护
• 4.4 保护动作性能
• 4.4.1 风机接入点下级线路保护的动作性能
• 4.4.2 风机接入点上级线路保护的动作性能
• 4.4.3 与传统配电网保护比较
• 4.5 小结
• 第五章 结语
• 5.1 结论
• 5.2 工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表论文和参加科研情况