不对称短路故障下永磁直驱风电机组并网控制策略研究

电网侧发生不对称故障时,永磁直驱风电机组并网电流会发生三相不平衡的问题。针对这一问题,提出一种基于自适应陷波器的网侧换流器控制策略。该控制策略基于解决机组并网电流二倍频分量的思想,在电网侧发生不对称短路故障时,将进入逆变器的dq坐标系下的二倍频电压分量去除,从而使得网侧换流器输出的电流达到三相平衡。本文首先分析了电网侧发生不对称短路故障后永磁直驱风力发电机组的动态响应;然后建立了机侧和网侧换流器的模型,并分别采用了双闭环矢量控制技术和基于自适应陷波器的控制策略;最后进行仿真分析,验证了改进后的控制策略相较于传统控制策略,有效解决了不对称短路故障下并网电流三相不平衡问题。

不对称短路故障下多风电场电压控制方法研究

由于风电场往往处在电网末端,与负荷中心呈现逆分布特点,系统在不对称短路故障条件下具有较差的电压支持能力,风电机组的低电压运行适应性能受到严峻挑战。因此,有必要进一步结合风电并网导则,研究提升电网故障下多风电系统低电压运行适应能力的控制方法。论文首先建立了多风电系统的正负序等效电路,分析了影响系统公共连接点电压的因素。其次,分析了不对称故障下单风电场电压控制的限制条件,然后以改善不同运行场景下风电系统低电压运行适应能力为目标,提出了多风电系统暂态电压协同控制方法。最后,建立了多风场暂态电压控制仿真计算模型,仿真结果表明所提方案可有效改善公共连接点暂态电压水平,并灵活实现最大风能跟踪,为有效提升多风电系统的低电压运行适应能力奠定基础。

计及内电势变化影响的VSG不对称短路暂态电流解析计算

虚拟同步发电机(VSG)控制策略的复杂性使其呈现丰富的暂态特征,明确VSG故障特性对构网型保护适应性分析与新原理研究意义重大。现有关于VSG故障特性的研究主要围绕对称短路和内电势恒定展开,并未涉及不对称短路场景且未计及内电势变化对短路电流解析计算的影响。针对上述问题,提出一种计及内电势变化影响的VSG不对称短路暂态电流解析计算方法。首先,基于不对称短路时平衡电流和故障限流控制策略,分析不同无功功率参考值影响下VSG内电势的变化特征;其次,基于虚拟阻抗环建立短路电流和内电势之间的方程,明晰内电势变化对短路电流暂态特性的影响;然后,在分析无功功率-电压环动态特性的基础上,建立短路电流和内电势之间的微分方程,通过联立上述方程即可得到内电势和短路电流的解析表达式;最后,通过数字仿真和实时仿真验证了所推导的解析计算式的正确性。

含换流器型分布式电源配电网的不对称短路电流计算方法

为了满足配电网不对称短路计算的通用性要求,针对换流器型分布式电源(inverter based distributed generation,IBDG)不对称短路特征的多样性,研究含IBDG配电网的不对称短路电流计算方法。该方法从通用计算模型出发,根据IBDG不对称短路的正负序电流控制原理及在不同控制目标下的短路电流输出特性,结合低电压穿越和限流控制对IBDG输出不对称短路电流的具体要求,建立一种通用的、适用于多种控制目标的IBDG不对称短路正负序等效模型。基于该模型建立含IBDG配电网通用的不对称短路等效电路和计算方程,得到一种适用于多种IBDG控制目标的、配电网任意节点发生任意不对称短路的短路电流通用计算流程。最后,在一个配电网算例中对所提计算方法进行验证,结果表明了所提方法的正确性和有效性。

异步机状态的能量观及其对同步发电机不对称短路的启示

从能量(功率)的角度,详尽分析了异步机全部五种状态的特征。特别值得强调的是制动状态的特征:从定子和转子两个方向汲取功率,用于转子绕组的铜耗。该铜耗转化为热能,导致转子绕组过热,甚至被烧毁。从中得到对同步发电机不对称短路的启示:负序猛于虎,千万要当心。

用瞬时值对称分量计算不对称短路电流直流分量衰减时间常数

为解决电力系统不对称短路电流直流分量的衰减时间常数缺乏简便可行的计算理论与方法的问题,提出一种实用计算方法。该方法将基于120变换的瞬时值对称分量用于电力系统等值模型和不对称短路边界条件,导出120复合序网,通过分析特殊相直流分量的1、2、0序分量流经的120复合序网通路,导出相应时间常数的理论计算公式。EMTP仿真实验值和理论计算值验证了所提方法的正确性与适用性。

电网对称短路故障下双馈风电系统同步稳定分析及致稳控制策略

双馈感应风力发电机(DFIG)在三相对称短路故障下极易与电网失去同步。研究双馈风电发电系统的同步稳定机理及其同步致稳控制策略是确保系统遭受大扰动后依然可以保持安全稳定运行的关键。为此,本文以双馈风机为研究对象,通过解析法揭示了DFIG系统大/小信号同步失稳机理及稳定边界,得到了系统的同步稳定运行区域,从而进一步完善了DFIG系统同步稳定判据。在此基础上,本文提出了一种虚拟负电阻控制策略,可有效提高风电机组的同步稳定性。

表贴式永磁电机三相对称短路失磁研究

用电磁场有限元方法分析不同温度下永磁电机在三相对称短路过程中永磁体局部失磁情况,研究不同程度失磁故障下永磁电机反电势和磁链变化特点,并对电机带故障运行的行为表现和继续失磁的情况进行研究,为相应失磁故障的判定和保护提供一定的依据。

不对称短路故障下非故障6kV电动机速断保护动作行为分析

根据对称分量法,分析了单相接地短路和两相接地短路两种不对称短路故障下的电压向量。对6kV电动机在不同序电压下的运行情况进行了分析,表明运行在同一6kV母线上的非故障电动机速断保护在不对称短路情况下,特别是在两相接地短路时,负序电压产生的较大电流可能会导致电动机速断保护误动作。提出在进行电动机速断保护定值整定校核时,不仅需要考虑启动电流,还需要考虑不对称短路故障时的负序电压影响的问题。

两种不对称短路故障对永磁电机失磁影响的研究

利用有限元法分析不同温度下发生相间和单相短路故障对永磁电机的暂态失磁影响,研究不同类型失磁电机的空载反电势和磁链波形及其各次谐波的变化规律,并对两类失磁电机带故障运行的行为表现和继续失磁的情况进行对比研究,为判断短路故障类型、失磁严重程度进而完善电机在线监测理论提供依据。

分散式双馈风电机组接入配电网的不对称短路电流实用计算

针对现有双馈风电机组(double fed induction generator,DFIG)短路电流解析计算过于复杂,难以进行工程计算的情况,提出了一种针对DFIG不对称短路电流的实用计算方法。通过建立不对称故障的含DFIG配电网复合序网图及正序增广模型,分析DFIG短路电流各序分量构成;计及不对称故障后DFIG低电压穿越策略,分析撬棒投入和未投入时短路电流负序周期分量,推导了短路电流负序周期分量计算式。以正、负序等值电压,计算阻抗及转子电流为依据,分析撬棒投切动作区域,制订故障后DFIG不对称短路电流负序周期分量计算曲面,最后给出DFIG接入配电网的不对称短路电流实用计算步骤,并通过算例验证方法的正确性。所提方法能有效降低含DFIG配电网不对称短路电流的计算难度,适用于工程中DFIG不对称短路电流计算。

灾变理论在简单电力系统非对称短路稳定分析中的应用

本文在文献[1]的基础上,提出了应用灾变理论分析简单电力系统非对称短路时系统稳定的算法。算法简单、快速,计算结果与数值积分结果相符,其基本思想完全适合于多机电力系统。

110kV变压器中性点不对称短路过电压研究

针对不对称故障在变压器中性点产生的过电压问题,运用对称分量法对不同情况下变压器中性点可能出现的最大过电压进行了理论计算,在ATP-EMTP中建立了宁夏洪广变电站的仿真计算模型,分别在单相接地短路、断线故障和系统非全相运行三种情况下仿真计算了变压器中性点的过电压,并分析了变压器中性点过电压在不同参数下的变化特点。计算结果表明,单相故障对变压器中性点绝缘可能造成的危害最大。

基于Ansoft感应电机不对称短路瞬态

首先简述感应电机不对称短路的瞬态理论基础，然后利用Ansoft对三相感应电动机带恒转矩负载和通风机负载稳定运行时突然发生定子一相绕组对中点短路故障的运行过程进行仿真计算，并对仿真结果进行分析。

海上风电场电缆集电网不对称短路暂态过电压仿真分析

为了研究大型海上风电场电缆集电网不对称短路引起暂态过电压幅值过大的问题,文中使用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件建立300 MW海上风电场暂态计算模型,重点研究了故障点、机端变压器距母线位置、单条馈线风机数量、运行馈线数等因素对暂态过电压的影响以及短路故障后分闸产生的过电压。仿真分析表明,单相接地短路引起的暂态过电压大于故障后分闸产生的过电压,幅值最高可达2.5 p.u.。在此基础上,文中进一步研究了单相短路故障引起过电压的抑制措施,当避雷器和RC阻容保护器两种装置配合应用在机端变压器高压侧,过电压可抑制到2.24 p.u.,为海上风电场内部电气系统设计和风机端变压器绝缘设计提供了一定参考。

单电源系统金属性不对称短路时序电压分布图分析

文章从各种金属性短路时故障点各序电压的求法出发,对各序电压分布图进行详细分析,便于大家对各序电压的分布规律有更好的理解和应用。

可控移相器对系统不对称短路电流的影响研究

以可控移相器在电力系统中得到广泛应用为研究背景,以研究可控移相器接入系统后对不对称短路电流的影响为目标,提出了基于可控移相器的不对称短路电流实用计算方法。首先根据可控移相器的结构与原理建立其正序、负序以及零序模型。然后基于对称分量法建立含可控移相器系统的各序分量网络方程,进而提出含可控移相器系统的各类型不对称短路电流实用计算方法,并分析影响短路电流的因素。最后基于三机九节点系统,运用上述实用计算方法进行不对称短路电流计算,算例仿真结果表明该方法具备有效性。通过对比分析可知移相器的移相角和短路点位置是影响短路电流的因素,而影响情况需通过具体计算得出。

不对称短路故障下电池储能影响交流系统短路电流机理及算法

电池储能系统(BESS)在国内外电力系统中已得到快速发展和广泛应用,但对BESS影响短路电流机理认识尚不深入,且现有短路电流计算标准均未涉及交流系统发生不对称短路故障时考虑BESS影响的短路电流计算方法。基于BESS电磁暂态模型,分析不对称短路故障下BESS电压源换流器(VSC)外环控制器控制方式、VSC外环控制器限幅策略、BESS额定容量及故障前输送功率、BESS低电压穿越策略、电池过放保护策略等因素对BESS输出电流的影响机理。在此基础上研究不对称短路故障及不同限幅策略下BESS影响交流系统短路电流的机理,研究结果发现BESS输出无功电流越大,其提供短路电流分量与交流系统提供短路电流分量相位差越小,BESS对短路电流助增影响越大。最后提出适用于不对称短路故障下考虑BESS影响的交流系统短路电流迭代算法,并与工程上常用算法进行横向对比,验证所提算法的有效性与优越性。研究成果能为精确评估交流系统短路电流水平、合理设置BESS控制保护参数提供参考。

感应电机不对称短路的瞬态

首先建立对称运行和不对称短路时感应电机的瞬态模型，然后利用磁链守恒原则确定感应电机不对称短路时定、转子电流的初值，并用实例进行数值求解。全文为普通和双笼感应电机不对称短路的瞬态分析建立了理论基础。

图析D,yn11变压器低压侧不对称短路穿越电流

介绍对称分量法的基本知识,提出D,yn11变压器低压侧发生不对称短路时,高压侧短路穿越电流分布的图析方法,为理解《工业与民用配电设计手册》(第三版)表7-28～表7-30提供依据。