基于序网等值电路的DFIG风电接入系统短路电流分布计算法

本文主要探讨了在电力自动化设备领域，特别是双馈风电机组（DFIG）接入系统中的短路电流计算问题。双馈风电机组由于其广泛应用，其短路电流特性对电力系统保护和稳定具有重要影响。传统的保护策略通常依赖于转子侧的撬棒保护，该保护在抑制转子侧过流的同时，使得短路电流中包含了工频分量、衰减转频分量和衰减直流分量。 然而，现有的DFIG等值电路模型在处理接入系统短路电流分布计算方面存在不足。传统方法往往无法准确捕捉到故障初期DFIG提供的转频电流，或者忽略故障稳态分量对工频分量的影响。文献中的部分研究虽然分别给出了工频和转频分量的等值电路，但它们要么未能全面反映DFIG的外部电路，要么无法准确分析转频电流在网络中的分布。 为了解决这些问题，本文创新性地提出了基于序网等值电路的双馈风电机组接入系统短路电流计算方法。首先，通过求解投撬棒后DFIG的磁链状态微分方程，得到了工频和转频分量的解析表达式。然后，将DFIG的电压空间矢量方程分解为转频和工频分量，构建出转频正序、负序等值电路，表现为带内阻抗的电势和无源阻抗，而工频正序、负序等值电路则为无源阻抗。这种方法不仅考虑了DFIG的电机参数，还考虑了故障初始条件，因此能够精确计算出接入系统各处的短路电流分布。 举例来说，作者通过PSCAD仿真验证了所提出的等值电路和短路计算方法在不同故障条件下的有效性，这表明它在实际应用中具有较高的准确性。该成果对于风电接入系统保护分析、整定和配置具有重要的理论和实践意义，有助于提升电力系统的稳定性和安全性。 总结来说，本文的核心贡献在于提供了一种新的工具，即基于序网等值电路的短路电流计算方法，它能同时考虑工频和转频分量，适用于分析撬棒投入后的DFIG接入系统中的短路电流分布，这对于电力系统的设计和保护策略的优化具有显著价值。