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双馈风电机组crowbar保护电阻阻值优化整定

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太阳能学报 2015年第9期36卷 2269-2277页

作者：王健严干贵郑超孙勇史坤鹏华北电力大学电气与电子工程学院北京102206 东北电力大学电气工程学院吉林132012 中国电力科学研究院北京100192 国网吉林省电力有限公司调控中心长春130021

电网发生故障导致双馈感应发电机转子绕组经crowbar保护电阻Rcb短接后,将引发风电机组后续的暂态过程。在后续的暂态过程中,如果Rcb阻值不当,一方面将危及转子侧变流器运行安全,另一方面将导致风电机组电磁转矩和机械转矩不能达到新的平... 详细信息

电网发生故障导致双馈感应发电机转子绕组经crowbar保护电阻Rcb短接后,将引发风电机组后续的暂态过程。在后续的暂态过程中,如果Rcb阻值不当,一方面将危及转子侧变流器运行安全,另一方面将导致风电机组电磁转矩和机械转矩不能达到新的平衡,引起转子加速,可能触发超速保护动作,致使风电机组发生超速脱网。仅考虑保障转子侧变流器运行安全整定Rcb阻值,将使风电机组存在超速脱网风险。分析Rcb阻值对crowbar保护动作后双馈风电机组转矩平衡关系的影响,推导双馈风电机组发生超速脱网的边界条件。在此基础上,提出综合考虑保障转子侧变流器运行安全和降低超速脱网风险的Rcb阻值优化整定方法。仿真结果表明方法的有效性。

关键词：风力发电双馈感应发电机 crowbar保护超速

对称故障且crowbar保护未动作情况下双馈感应发电机转子电流增量分析

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中国电力 2017年第9期50卷 178-184页

作者：王义军雷洋沈清坤东北电力大学电气工程学院吉林吉林132012 国网廊坊供电公司河北廊坊065000

定量分析双馈感应发电机在机端发生对称短路故障过程中转子电流增量特性,对风电场的规划设计、保护配置以及降低连锁脱网故障风险具有重要意义。以机端发生对称短路期间转子转速、初相以及定转子励磁电压恒定为研究条件,分析了crowbar保... 详细信息

定量分析双馈感应发电机在机端发生对称短路故障过程中转子电流增量特性,对风电场的规划设计、保护配置以及降低连锁脱网故障风险具有重要意义。以机端发生对称短路期间转子转速、初相以及定转子励磁电压恒定为研究条件,分析了crowbar保护(撬棒保护)未动作情况下双馈感应发电机的电磁暂态过程,并根据叠加原理,提出了机端发生对称短路故障下的转子电流增量最大值的计算方法,并且在忽略定子绕组和转子绕组的基础上,推导了机端电压增量与转子电流增量之间的解析计算模型。通过不同机型的风电机组的数值计算结果进行对比,解析计算模型的计算误差小于10%,验证了解析计算模型的有效性。

关键词：双馈感应发电机对称短路故障 crowbar保护转子电流增量

crowbar保护对风电场LVRT的影响分析与仿真

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石家庄铁道大学学报（自然科学版） 2020年第4期33卷 57-62页

作者：杨伟伟王硕禾陈金石家庄铁道大学电气与电子工程学院河北石家庄050043 河北鲲能电力工程咨询有限公司河北石家庄050000

现阶段风机低电压穿越(LVRT)的主要手段为撬棒(crowbar)保护与变流器的投切配合,且具备了LVRT能力的双馈感应发电机(DFIG)的故障暂态特性发生了改变,其中crowbar保护的影响尤为重要。针对上述情况,首先研究crowbar保护投入与否对风机短... 详细信息

现阶段风机低电压穿越(LVRT)的主要手段为撬棒(crowbar)保护与变流器的投切配合,且具备了LVRT能力的双馈感应发电机(DFIG)的故障暂态特性发生了改变,其中crowbar保护的影响尤为重要。针对上述情况,首先研究crowbar保护投入与否对风机短路暂态特性的影响,其次分别对crowbar保护投入与变流器工作时的风电场故障情况进行仿真分析,并进一步仿真分析crowbar阻值和投切时间对风电场短路电流的影响。算例仿真分析表明crowbar阻值及其投切时间都会影响风电场短路电流。该研究对风电场保护整定设计具有重要意义。

关键词： DFIG crowbar保护短路电流 LVRT PSCAD/EMTDC 风电场

基于crowbar保护的三相短路电流的DFIG参数辨识方法

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智慧电力 2019年第6期47卷 121-126页

作者：朱玺文张宏宇缪辉黄帅飞河海大学能源与电气学院江苏南京211100 国网安徽省电力公司滁州供电公司安徽滁州239000

双馈风力发电机(DFIG)作为风电机组的核心部件,其准确的模型参数对于含风电电力系统的动态安全分析与控制至关重要。提出了一种在风机端口三相短路故障下,利用计及crowbar保护动作的风机短路电流辨识DFIG参数的方法。在DFIG传统三相短... 详细信息

双馈风力发电机(DFIG)作为风电机组的核心部件,其准确的模型参数对于含风电电力系统的动态安全分析与控制至关重要。提出了一种在风机端口三相短路故障下,利用计及crowbar保护动作的风机短路电流辨识DFIG参数的方法。在DFIG传统三相短路电流解析模型的基础上,考虑定转子磁链之间的耦合以及crowbar电阻对故障暂态过程的影响,提出了一种计及crowbar保护的DFIG三相短路电流解析式。采用轨迹灵敏度法分析DFIG参数的可辨识性以及辨识难易度。基于Matlab/simulink仿真平台搭建DFIG风电场模型获取短路电流数据,采用自适应变异粒子群(AMPSO)算法辨识DFIG模型参数,并对辨识结果进行误差分析,仿真结果验证了所提方法的正确性。

关键词： DFIG crowbar保护三相短路电流轨迹灵敏度参数辨识

双馈异步风力发电机低电压穿越时的crowbar保护技术

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双馈异步风力发电机低电压穿越时的Crowbar保护技术

作者：赵静浙江大学

学位级别：硕士

在常规能源危机与大力发展新能源的大背景下,利用风能发电成为当今世界的研究热点。随着风电技术的发展,风电装机容量与日俱增,在电力系统中所占的比例也越来越重。风电机组与电网之间的相互影响变得更加显著。世界各国纷纷针对并网型... 详细信息

在常规能源危机与大力发展新能源的大背景下,利用风能发电成为当今世界的研究热点。随着风电技术的发展,风电装机容量与日俱增,在电力系统中所占的比例也越来越重。风电机组与电网之间的相互影响变得更加显著。世界各国纷纷针对并网型风力发电系统制定了相应的规定,其中一点是风电系统必须具备低电压穿越能力,即当电网电压在一定的跌落范围内,风电系统必须保持与电网相连,向电网提供有功功率(频率)和无功功率(电压)支撑。本文以广泛应用于风电场的双馈异步感应风力发电机为研究对象,从双馈电机的结构及基本原理出发,建立了理想电机数学模型,再考虑电机磁通饱和效果对电机模型进行修正。接着在传统的基于定子电压定向的矢量控制策略基础上介绍计及电网电压扰动时定子磁链动态响应的改进控制策略,随后分析双馈电机在电网电压跌落过程中的动态响应过程,找出影响风电系统低电压穿越的关键性因素。当电网发生大值电压跌落故障时,采用crowbar保护装置以达到风电系统低电压穿越运行。本文深入分析了影响crowbar保护效果的各种因素,如电机运行速度越快,电压跌落深度越深,故障电流越大,保护效果越差;crowbar电阻的选择既不能太大也不能太小,阻值太大使直流母线电压过高影响安全,阻值太小不能抵制故障电流。经过仿真和实验的验证,证实了crowbar保护装置在双馈感应风力发电机大值低电压穿越运行方面的有效性。

关键词：风力发电双馈感应发电机低电压穿越 crowbar保护

计及crowbar保护动作的双馈风机短路电流特性研究

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计及Crowbar保护动作的双馈风机短路电流特性研究

作者：安德超昆明理工大学

学位级别：硕士

DFIG因其具有变速调频,变流器容量小,可四象限运行等优点而成为目前主要的风机类型。但其定子直接与电网相连,对电网电压变化较为敏感,crowbar保护投入时间短暂但该阶段暂态特性复杂,与传统电网在故障期间的故障特性有着显著不同。随着... 详细信息

DFIG因其具有变速调频,变流器容量小,可四象限运行等优点而成为目前主要的风机类型。但其定子直接与电网相连,对电网电压变化较为敏感,crowbar保护投入时间短暂但该阶段暂态特性复杂,与传统电网在故障期间的故障特性有着显著不同。随着风电场容量的不断增大,电网发生故障时,已不能解列脱网,而是要求继续并网运行,其提供的短路电流直接馈入系统,影响电网安全运行。因此研究双馈风电机组短路电流的动态特性变得十分重要。本文首先分析了DFIG基本结构、数学模型及其控制策略,在Matlab/Simulink软件中搭建了DFIG的仿真模型,并对模型在稳态和故障情况下的运行特性进行仿真,验证了模型的有效性。其次,从电网短路时DFIG暂态过程出发,研究了故障前后DFIG磁链特性的物理过程,分析了故障前后定转子磁链变化特征及其频率含量变化机理,仿真分析了故障前后DFIG定转子磁链及其频谱的特征。在此基础上,分别推导了计及crowbar保护动作时间的对称故障的短路电流解析式和计及crowbar保护动作不对称故障下的短路电流表达式,利用Prony算法分别提取了两种故障下定转子电流频率含量,并在Matlab/Simulink平台上进行了仿真,仿真结果验证了理论的正确性。针对双馈风机短路电流特性受影响因素很多这一问题,着重分析了crowbar阻值对短路电流的影响,合理的crowbar阻值能够使定转子磁链快速衰减。同时也研究了电压跌落深度、crowbar保护投入时刻及转子转速对短路电流的影响,仿真结果表明电压跌落深度越深、crowbar保护投入越迟、转速越大,定子的冲击电流越大。

关键词：短路电流 DFIG crowbar保护暂态特性

基于crowbar保护动作分群的风电场无功控制策略

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重庆电力高等专科学校学报 2017年第3期22卷 16-21页

作者：张宏艳青志明傅望周飞国网重庆市电力公司技能培训中心重庆400053

针对双馈感应发电机(doubly-fed Induction generator,DFIG)组成的风电场,提出一种基于crowbar动作分群的风电场无功控制策略。通过分析crowbar保护动作期间DFIG的低电压穿越(low voltage ride-through,LVRT)特性,改进了DFIG网侧变流器的控制,并仿真验证该控制策略的有效性。在充分考虑crowbar保护动作对风电场LVRT能力影响的基础上,采用一种基于电压跌落临界值的方法,对crowbar保护动作情况进行预判断并同调分群,并针对不同机群的不同运行特性,分别采用低电压穿越控制和基于crowbar保护动作分群的无功控制策略,仿真验证了该控制策略能有效提高风电场的LVRT能力。

关键词：风电场双馈感应发电机 crowbar保护无功控制

综合crowbar和Chopper保护的双馈风机低电压穿越仿真研究

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华北电力技术 2017年第2期 49-54页

作者：曹鹏飞邹博吴林林黄家栋华北电力大学电气与电子工程学院国网冀北电力有限公司电力科学研究院(华北电力科学研究院有限责任公司)

为了优化双馈风电机组的低电压穿越(LVRT)性能,在现有LVRT技术的基础上,充分借鉴和参考了撬棒(crowbar)保护、直流卸荷回路(Chopper)保护和定、转子变流器控制(RSC)在LVRT过程中的突出优点,提出了利用crowbar保护抑制转子回路过流,发挥C... 详细信息

为了优化双馈风电机组的低电压穿越(LVRT)性能,在现有LVRT技术的基础上,充分借鉴和参考了撬棒(crowbar)保护、直流卸荷回路(Chopper)保护和定、转子变流器控制(RSC)在LVRT过程中的突出优点,提出了利用crowbar保护抑制转子回路过流,发挥Chopper电路稳定直流母线电压的作用,及时退出crowbar电阻并重新激发RSC,使之及时向电网提供无功支持,并结合仿真对综合保护控制策略的状态特性进行了分析。

关键词：低电压穿越 crowbar保护 Chopper保护转子变流器控制无功功率

计及crowbar投入时间影响的双馈感应风力发电暂态全过程研究

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电机与控制学报 2020年第6期24卷 9-15页

作者：孙丽玲尹思杰华北电力大学电气与电子工程学院河北保定071003

针对撬棒(crowbar)保护的双馈感应风力发电机(DFIG)暂态特性分析,常规研究为简化求解过程,均认为故障发生时crowbar保护瞬间投入,忽略了不同程度的crowbar动作延时,对DFIG暂态过程的精确分析造成一定影响。为此,对计及撬棒保护投入时间... 详细信息

针对撬棒(crowbar)保护的双馈感应风力发电机(DFIG)暂态特性分析,常规研究为简化求解过程,均认为故障发生时crowbar保护瞬间投入,忽略了不同程度的crowbar动作延时,对DFIG暂态过程的精确分析造成一定影响。为此,对计及撬棒保护投入时间影响的双馈感应风力发电机暂态全过程进行了详细分析,依据故障特征及crowbar保护动作情况将电网电压故障全过程分为三个阶段进行研究:第一阶段为故障发生,定子电压跌落,但crowbar保护尚未投入;第二阶段为经过短暂的延时,crowbar保护投入,同时转子侧换流器封锁;将电网电压恢复后的动态响应作为第三个阶段。仿真结果表明,随着crowbar保护投入延时的增加,DFIG的瞬态性能将恶化;在设置crowbar电阻时,应考虑故障全过程中转子电流的最大值并计及crowbar保护投入延时的影响。

关键词：双馈感应风力发电机 crowbar保护暂态特性动作延时故障电流动态过程