含風電的配電網(wǎng)建模及其保護問題研究.pdf

1、風力發(fā)電是一種環(huán)境友好、技術(shù)成熟、轉(zhuǎn)換效率高且規(guī)模效益顯著的新型能源開發(fā)形式，因而發(fā)展十分迅速。但風電受風力資源的影響很大，一方面由于受風速的影響，其輸出的功率具有隨機性和波動性，難以像常規(guī)火電機組那樣進行控制；另一方面風電場往往選擇在偏遠地區(qū)，接入的電網(wǎng)相對薄弱。因此，風電接入電網(wǎng)后對電網(wǎng)的影響就不容忽視。
　　 本文首先介紹了實際工程中應(yīng)用的各種風電機型的特點，選擇目前應(yīng)用廣泛的雙饋感應(yīng)風力發(fā)電機（DFIG，簡稱雙饋風機）作

2、為研究對象。然后，對雙饋風機的結(jié)構(gòu)和工作原理進行了分析，并通過坐標變換得到其在兩相旋轉(zhuǎn)坐標系下的數(shù)學模型。在此基礎(chǔ)上，具體研究了雙饋風機兩個變流器的矢量控制策略。然后使用實時數(shù)字仿真系統(tǒng)(RTDS)對雙饋風機進行建模，通過實時動態(tài)仿真，研究其并網(wǎng)運行特性和故障響應(yīng)特性。仿真結(jié)果顯示該模型能夠獨立控制風力發(fā)電機輸出的有功功率和無功功率，并且穩(wěn)態(tài)和故障暫態(tài)特性與理論分析相符，從而驗證了模型的正確性和有效性。
　　 同時，基于雙饋風機

3、建模及其在不同情況下故障響應(yīng)特性的研究，本文進一步研究了風電場接入配電網(wǎng)后對繼電保護的影響。首先，從理論上分析了風電場接入后保護出現(xiàn)的問題及其原因，然后利用RTDS分別建立了風電場就近T接入系統(tǒng)和風電場接入系統(tǒng)區(qū)域變電站兩類方式下的配電網(wǎng)仿真模型，在對不含風電場的配電網(wǎng)電流保護進行整定計算的基礎(chǔ)上，通過仿真具體分析風電場提供的短路電流對配電網(wǎng)電流保護的靈敏性和可靠性造成的影響。分析結(jié)果顯示風電場的容量、風速、無功狀態(tài)及故障位置不同時會對

4、保護產(chǎn)生不同程度的影響。
　　 最后，本文針對減輕風電場對配電網(wǎng)保護影響的對策進行研究，具體分析了自適應(yīng)電流保護的原理和整定計算方法。同時，文中重點討論了傳統(tǒng)自適應(yīng)電流保護應(yīng)用在含風電場的配電網(wǎng)中出現(xiàn)的問題，并且進行有針對性的改進。然后，采用MATLAB編程和RTDS仿真相結(jié)合的方法，評價改進后自適應(yīng)電流保護在含風電的配電網(wǎng)中的保護效果。結(jié)果證明，改進后的自適應(yīng)電流保護能夠根據(jù)不同的運行狀態(tài)自動調(diào)整保護整定值，具有很好的靈敏性和