基于D-PMSG风电场的运行特性及保护配置研究

基于D-PMSG风电场的运行特性及保护配置研究

论文摘要

本文研究了基于直驱永磁同步风电机组(D-PMSG)风电场的运行特性及继电保护配置。首先,以PSCAD/EMTDC为仿真平台,搭建了D-PMSG的单机仿真模型,仿真研究了D-PMSG的稳态运行特性,验证了所搭建模型的正确性;基于D-PMSG单机仿真模型,研究了单相、两相和三相短路故障下D-PMSG的暂态运行特性;搭建了基于D-PMSG的风电场模型,研究了不同风速、不同容量、不同故障类型对风电场短路电流的影响;仿真研究了直驱风电机组和双馈风电机组在两相和三相短路故障下的故障特性,对比分析了两种风电机组在故障状态下各个物理量的变化。分析了影响风电场故障电流的因素,仿真研究了实际风电场的保护配置。针对实际风电场集电线路保护配置的不足,提出了根据非故障线路提供的助增电流来修正保护定值的改进方法,并且验证了改进方法的合理性和有效性。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 目录
  • 第一章 绪论
  • 1.1 选题目的、意义
  • 1.2 国内外研究现状
  • 1.3 本文主要研究内容
  • 第二章 直驱永磁风电机组的数学模型
  • 2.1 直驱永磁风电机组的基本结构
  • 2.2 风速模型
  • 2.3 风力机数学模型
  • 2.4 机械传动系统数学模型
  • 2.5 永磁同步发电机数学模型
  • 2.5.1 坐标变换原理
  • 2.5.2 ABC三相静止坐标系下D-PMSG的数学模型
  • 2.5.3 dq同步旋转坐标系下D-PMSG的数学模型
  • 2.5.4 永磁同步发电机的等值电路
  • 2.6 变流器数学模型
  • 2.6.1 机侧变流器数学模型
  • 2.6.2 网侧变流器数学模型
  • 2.7 本章小结
  • 第三章 变流器控制策略
  • 3.1 机侧变流器控制
  • 3.2 网侧变流器控制
  • 3.3 本章小结
  • 第四章 直驱永磁风电机组建模及运行特性仿真
  • 4.1 直驱永磁风电机组建模
  • 4.2 稳态运行特性仿真
  • 4.3 暂态运行特性仿真
  • 4.3.1 单相短路故障
  • 4.3.2 两相短路接地故障
  • 4.3.3 三相短路接地故障
  • 4.4 基于直驱风电机组风电场的短路特性研究
  • 4.4.1 不同容量对短路特性的影响
  • 4.4.2 不同风速对短路特性的影响
  • 4.4.3 不同故障类型对短路特性的影响
  • 4.5 不同风电机组的短路特性对比分析
  • 4.6 本章小结
  • 第五章 基于直驱风电机组的风电场保护配置方案研究
  • 5.1 影响保护配置的因素
  • 5.2 继电保护整定原理
  • 5.3 实际风电场保护配置方案
  • 5.3.1 集电线发生三相短路接地故障的保护动作特性
  • 5.3.2 集电线发生两相短路接地故障的保护动作特性
  • 5.4 基于直驱风电场的保护整定改进方案
  • 5.5 本章小结
  • 第六章 总结与展望
  • 6.1 研究结论
  • 6.2 工作展望
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间发表论文
  • 致谢
  • 相关论文文献

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