双馈风力发电机故障电流特性仿真分析

双馈风力发电机故障电流特性的仿真研究是2009年发表在《华中科技大学学报(自然科学版)》的一篇学术论文，主要探讨了双馈风力发电机在发生故障时的电流特性，这对于构建含有风电机组的新型配网保护系统至关重要。 双馈风力发电机（DFIG）是一种在风电领域广泛应用的发电技术，它能够在并网运行时通过调整转子侧的励磁电流来控制功率输出。论文中，作者深入分析了三相故障短路电流的构成，包括各种可能的故障分量，并给出了相应的解析表达式。这些故障分量可能包括基频分量、谐波分量以及由电机控制系统和杠杆保护机制产生的瞬态电流。 在研究过程中，作者建立了电机本体模型，这个模型能够反映发电机在正常和故障状态下的电气行为。同时，他们还考虑了杠杆保护（也称为Crowbar保护）和功率控制系统的模型，这两个因素在故障情况下对故障电流有显著影响。杠杆保护是一种常见的用于保护发电机免受严重故障影响的措施，它可以在故障发生时迅速短接转子绕组，降低故障电流。 通过仿真模拟不同故障程度下的故障电流波形，论文得出结论：故障电流的波形具有明显的多态性。当故障发生在接近电机的线路近端时，电机故障电流的稳态幅值会低于额定电流，这是因为杠杆保护有效地限制了电流的增加。然而，当故障发生在线路远端时，故障电流幅值可能达到额定电流的2到3倍，这与传统的同步电机在故障时保持恒定稳态电流的特性有很大区别。 这一研究成果对于理解双馈风力发电机在电网中的行为，特别是在故障情况下的表现，提供了重要的理论依据。对于设计和优化保护系统来说，这些发现有助于更准确地预测和处理可能出现的故障，从而提高风电场的运行安全性和可靠性。此外，对于电力系统的工程师和研究人员，这篇论文提供的仿真方法和分析结果可以作为进一步研究和改进风能整合到电力系统中的参考。