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双馈式风电机组群的短路电流特性及其对线路保护的影响研究

罗美玲  
【摘要】:我国新能源大规模接入电网发展迅猛,由于风电场的接入导致的许多风电机组群及风电送出线路的保护误动情况时有发生。为分析风电机组群接入对继电保护的影响,本文研究了目前新能源厂站运用广泛的双馈式风电机组的工作特性及模型特征,在PSCDA/EMTDC仿真平台上搭建了双馈式风机电磁暂态模型,以国内风电机组联网短路试验的故障录波数据对比了故障期间风机的暂态特征,验证了建立的双馈机组模型的正确性。基于K-means和容量加权算法,采用风机转速信息作为划分机群的指标,对风场的风机进行分群等值,在PSCDA/EMTDC平台上建立了风场等值模型,对比两者在相同故障条件下的故障结果,验证了双馈式风电机组群电磁暂态等值方案的有效性。基于PSCAD/EMTDC平台搭建的实际风场的仿真系统,研究了风场在各种不同风速、不同故障类型、不同故障位置及不同过渡电阻情况下的故障特征。发现双馈机组在故障期间风场侧电流频率不再保持工频,随短路前机组的转速变化。光纤电流差动保护由于满足基尔霍夫电流定律,不受电流频率影响,可以正确动作,但由于风场侧电流提取不准确,差动保护的灵敏度有所降低。纵联方向保护的相量故障分量方向元件、正序方向元件、负序方向元件、稳态量距离保护和选相元件由于风场故障电流频率随短路前机组的转速变化而发生变化,动作性能均受到严重影响。零序方向元件由于风场的变压器中性点接地,不受影响。


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