撬棒投切影响下的双馈风电机组整定计算精细等值模型

“本文提出了一种考虑撬棒投切的双馈风电机组（DFIG）精细化整定计算等值模型，旨在解决现有DFIG模型在整定计算中的不足。该模型考虑了网侧变流器的影响，并通过状态空间方程和转子侧变流器无功控制方程来确定定子短路电流。根据整定计算特点，分解定子短路电流，得到撬棒投入和切除阶段的DFIG模型，分别适用于主保护和后备保护的整定计算。通过仿真验证了模型的准确性。” 双馈风电机组（DFIG）是风能发电领域广泛使用的设备，其运行特性和保护策略对电网的稳定性至关重要。在DFIG的等值模型研究中，一个简洁而精确的模型对于继电保护的整定计算极其重要。传统的模型往往无法满足这一需求，尤其是在考虑到撬棒保护机制时。 撬棒保护是一种应对电网故障时的保护措施，当DFIG机端电压因故障大幅下降时，会在转子侧投切撬棒电路，同时通过转子侧变流器（RSC）执行低电压穿越（LVRT）策略。此时，DFIG进入异步运行模式，可能吸收大量无功功率，以支持电网在故障期间的稳定性。 本文的创新点在于构建了一个考虑撬棒投切过程的精细化等值模型。首先，分析了网侧变流器对整体系统的影响，并建立了相应的等值模型。接着，通过解析DFIG的状态空间方程和转子侧变流器的无功控制方程，得出了定子短路电流的数学表达。然后，针对整定计算的特殊要求，对定子短路电流进行了分解，从而得到撬棒投入和切除两个阶段的独立DFIG模型。撬棒投入阶段的模型适用于主保护的整定计算，而切除阶段的模型则用于后备保护的整定。 为了验证模型的有效性，作者进行了仿真实验，结果表明提出的等值模型能够准确地模拟撬棒保护下DFIG在不同阶段的行为，从而为继电保护的整定计算提供了可靠的依据。这对于优化风电并网保护配置，确保电网在故障情况下的安全稳定运行具有重要的理论和实践意义。 总结来说，该研究深化了我们对双馈风电机组在电网保护中的理解和应用，特别是在撬棒保护机制下的整定计算模型构建上取得了突破。未来的研究可以进一步探讨该模型在复杂电网环境和多机协同保护中的应用，以及如何优化保护策略以适应不同的运行条件。