DFIG的LVRT措施对输电线路距离保护的影响

双馈感应电机(doubly-fed induction generator,DFIG)特殊的暂态特性影响着输电线路风电场侧距离保护的效果。发生过渡电阻短路时,文章结合DFIG低电压穿越(low voltage ride through,LVRT)措施和控制方式,分析其暂态特性,研究采用转子撬棒和串联制动电阻(series dynamic braking resistor,SDBR)实现LVRT时工频量距离保护的抗过渡电阻能力以及保护误动的可能性。理论分析和仿真结果表明:转子撬棒加强了风电场的弱馈特性,使距离继电器的抗过渡电阻能力变弱;采用SDBR时可通过转子侧变流器(rotor side converter,RSC)调节功率输出,故障电流稳态值相对较大,继电器抗过渡电阻能力较强。此外,由于故障电流普遍较小,容易造成下段线路故障时本段线路保护误动。

基于转子多阶串联动态电阻的DFIG自适应LVRT控制策略

转子串联动态电阻（SDR）保护虽然能解决转子并联撬棒保护接入导致的双馈感应发电机（DFIG）低电压穿越期间无功缺额增加、机组失控及电磁转矩过冲等问题,但其大阻值反复投切的方式会导致机组电磁转矩振荡剧烈、定子阻尼减弱及可控性降低。针对这一问题,提出了一种基于转子多阶串联动态电阻（MS-SDR）的自适应低电压穿越控制策略,分析了MS-SDR保护原理及其投切对DFIG暂态过渡的影响机理,并根据故障不同阶段控制目标划分,制定了MS-SDR的分级-分阶段投切控制策略,同时为抵消MS-SDR投入导致定子磁链衰减变慢的负面影响,设计了改进的磁链有源衰减控制策略。采用MATLAB/Simulink在不同电网电压跌落深度下对主动式撬棒、传统SDR和自适应控制策略进行了仿真比较和综合性能评估。结果表明,所提方法不仅能有效抑制故障初始过流、过压及电磁转矩过冲峰值,而且还能降低故障持续阶段保护投切引起的暂态振荡幅度,并加快机组恢复稳定速度。最后通过11 k W DFIG实验平台验证了所提控制策略的有效性。