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《华北电力大学(北京)》 2017年
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基于双馈风电场的故障暂态等值方法研究

魏旭辉  
【摘要】:随着风电场装机容量的日益增大,大规模风电接入对电网安全稳定运行产生的影响逐渐显现,风电场的故障暂态特性和短路电流仿真分析至关重要。但是详细模拟大型风电场工作量大,效率低,因此常采用等值的方法模拟风电场的动态特性。对于双馈风电场,由于单机故障特性复杂,常规的风电场等值方法已不能满足对故障暂态的等值研究。本文以对称故障为例,详细分析了Crowbar保护对双馈风电机组短路电流的影响。然后,计及风电场各机组输入风速的波动性和机端电压跌落程度等随机因素对Crowbar动作的影响,基于不确定性数学理论,提出了转子电流峰值云模型的双馈风电场故障暂态等值分群方法。在随机风速和随机电压跌落的情况下,获取各风机转子电流的云滴样本,通过改进的逆向云发生器求取各机组转子电流的云模型数字特征(期望、熵、超熵),并以此作为风电场的分群指标。利用K-means聚类算法对风电场进行聚类分群,运用容量加权法计算同群机组参数,建立DFIG风电场多机等值模型。本文对于风电场的集电线路等值方法开展了较为深入的研究。在等功率损耗法和加权电压差法的基础上,提出了网络变换法,可实现对风电场串联拓扑结构向并联结构的等效转换,适用于风电场任意位置机组聚合的集电线路参数等值。最后,在DIgSILENT软件搭建仿真算例,分别进行机群分类方法和集电线路等值方法对比。结果表明,基于转子电流峰值云模型的风电场等值方法和基于网络变换的集电线路等值方法能够较准确地反映风电场的暂态故障特性,具有较高的等值精度,验证了所提方法的有效性,可为进一步研究风电场的短路电流仿真计算和继电保护提供模型支持。
【学位授予单位】:华北电力大学(北京)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM614

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