鄭 濤 ,魏旭輝 ,李 娟 ,李 菁 ,王燕萍 ,楊國生 ,王增平 ,李 霞
(1.華北電力大學(xué) 新能源電力系統(tǒng)國家重點實驗室,北京 102206;2.中國電力科學(xué)研究院,北京 100192;3.國網(wǎng)冀北電力有限公司承德電力經(jīng)濟研究所,河北 承德 067000)
雙饋風(fēng)電機組(DFIG)發(fā)電效率高、功率變頻器容量小、投資少,能夠在較寬的范圍內(nèi)進行變速運行,并且可以通過有功、無功的解耦控制調(diào)節(jié)功率因數(shù),目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域[1]。由于DFIG轉(zhuǎn)子側(cè)通過交-直-交變頻器與電網(wǎng)相連,且變頻器的容量較?。ㄍǔV挥酗L(fēng)機容量的30%),風(fēng)機外故障時會導(dǎo)致串接在轉(zhuǎn)子回路的變頻器易過流、直流母線會因電容充電而過壓,嚴(yán)重時會損壞變頻器甚至造成風(fēng)電機組脫網(wǎng)運行。為了保證DFIG風(fēng)電系統(tǒng)的安全運行,目前較多的保護措施是增加額外的硬件電路,釋放暫態(tài)過程中的能量,如撬棒保護電路。撬棒投入后雙饋風(fēng)力發(fā)電機類似于異步發(fā)電機,該保護措施下DFIG短路電流特性的研究已經(jīng)十分深入[2-6]。但是當(dāng)轉(zhuǎn)子過電流不足以使轉(zhuǎn)子側(cè)投入撬棒保護電路,而是繼續(xù)連接轉(zhuǎn)子變頻器時,可充分發(fā)揮變頻器的既定容量,采用PI控制器來調(diào)整轉(zhuǎn)子勵磁電壓,或是采用改進的控制策略調(diào)整故障期間的定子電流[7-9]。文獻[10]為抑制電網(wǎng)電壓對稱故障時DFIG的轉(zhuǎn)子過電流提出了以抑制轉(zhuǎn)子電流自由分量為目標(biāo)的DFIG優(yōu)化控制策略。文獻[11]表明采用改進的變頻器控制策略可使雙饋風(fēng)電系統(tǒng)承受15%的定子電壓驟降而不停止運行。此時,DFIG的短路電流特性會發(fā)生較明顯的變化。
目前,在計及PI控制的前提下對DFIG短路特性開展的研究并不多見。文獻[12]分析短路時定子電流解析式中的各分量及其變化規(guī)律,給出了DFIG三相短路過程中的定子電流的解析解。文獻[13]提出由于故障點位置不同會造成轉(zhuǎn)子勵磁特性發(fā)生變化,并針對遠端故障的情況分析了勵磁變頻器控制系數(shù)對DFIG短路電流特性的影響,對仿真波形進行了比較分析;文獻[14]推導(dǎo)了電網(wǎng)對稱短路和不對稱短路時的轉(zhuǎn)子電流表達式,僅初步采用數(shù)學(xué)解析的方法給出了故障后轉(zhuǎn)子電流表達式。文獻[15]考慮轉(zhuǎn)子側(cè)變流器控制系統(tǒng)的不同設(shè)計方法,得到了計及勵磁調(diào)節(jié)特性影響時轉(zhuǎn)子繞組故障電流的簡化計算模型。上述研究側(cè)重于分析轉(zhuǎn)子側(cè)故障電流,并未深入研究PI控制參數(shù)對DFIG定子電流的影響。
本文以對稱故障為例,針對機端電壓跌落程度不深時撬棒未投入的情況,考慮控制作用下DFIG轉(zhuǎn)子側(cè)PI控制參數(shù)對定子短路電流的影響。采用空間矢量法和坐標(biāo)變換方法,通過DFIG數(shù)學(xué)模型中的轉(zhuǎn)子電壓、磁鏈方程,推導(dǎo)出故障后轉(zhuǎn)子回路開路電壓的變化規(guī)律,聯(lián)立轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器電壓控制方程,采用數(shù)學(xué)解析的方法推導(dǎo)了故障發(fā)生后轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器不閉鎖的情況下定子電流的解析表達式,并給出了考慮RSC變流器容量限制情況下,轉(zhuǎn)子電流參考值的選取方法,進一步分析了轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器的PI控制參數(shù)對DFIG短路電流的影響。最后,通過在PSCAD/EMTDC中搭建的DFIG模型進行仿真測試,驗證了所推導(dǎo)的短路電流解析表達式的有效性。本文從繼電保護的角度,關(guān)注機組故障下的外特性,服務(wù)于DFIG故障分析和保護整定。
考慮到研究的暫態(tài)過程很短暫,定、轉(zhuǎn)子均采用電動機慣例,在電網(wǎng)電壓同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系SRF(Synchronous Rotating Frame)下,DFIG 的矢量模型為[16]:
由式(1)可得:
其中,us、is、ψs和 ur、ir、ψr分別為定子側(cè)和轉(zhuǎn)子側(cè)電壓、電流、磁鏈的空間矢量;Rs、Rr分別為定、轉(zhuǎn)子側(cè)繞組的電阻;Ls、Lr和Lm分別為定、轉(zhuǎn)子側(cè)的自感和互感為同步旋轉(zhuǎn)角速度;ωr為轉(zhuǎn)子角速度;ωs為轉(zhuǎn)差角速度;s為轉(zhuǎn)差頻率,s=(ω1-ωr)/ω1;d為微分算子。考慮到研究的暫態(tài)過程很短,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速變化不會很大,所以,在短路期間可不考慮轉(zhuǎn)子的運動方程,將轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速視作恒定。
DFIG結(jié)構(gòu)及其轉(zhuǎn)子側(cè)撬棒保護電路見圖1。
圖1 DFIG及其轉(zhuǎn)子側(cè)撬棒保護電路Fig.1 DFIG and circuits of its rotor-side Crowbar protection
假設(shè)t=0時刻,電網(wǎng)發(fā)生三相短路,在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下,短路前后DFIG定子電壓矢量為:
其中,us為故障前穩(wěn)態(tài)電壓;kus為電網(wǎng)發(fā)生短路后機端殘壓,k?(0,1)。
t=0時刻,定子電流為:
其中,is0為穩(wěn)態(tài)運行時定子電流矢量;Sw為風(fēng)電機組輸出的復(fù)功率;“*”表示共軛運算。
由于定子電阻較小,分析時可忽略。根據(jù)式(1)中的定子電壓方程,故障前穩(wěn)定狀態(tài)下,定子磁鏈為:
根據(jù)磁鏈?zhǔn)睾愣?,機端發(fā)生電壓跌落時,定子磁鏈不能突變,這會導(dǎo)致跌落電壓在定子磁鏈中產(chǎn)生正比于跌落電壓的暫態(tài)衰減分量,暫態(tài)衰減分量以定子衰減時間常數(shù)τs(τs=M /(LrRs))衰減。 同理,根據(jù)式(1)的定子電壓方程,考慮定子衰減時間常數(shù)的影響,利用式(3)定子磁鏈故障初始時刻表達式,求解故障后定子磁鏈表達式為:
從式(7)可以看出,電網(wǎng)故障后的定子磁鏈可以分為兩部分:第一部分是故障后定子磁鏈穩(wěn)態(tài)分量ψsn,第二部分為定子繞組中感應(yīng)出的暫態(tài)衰減分量Δψs。定子磁鏈的暫態(tài)分量交鏈轉(zhuǎn)子繞組導(dǎo)致其感生的轉(zhuǎn)子電壓瞬時突變升高,由于變頻器的容量有限(通常只有風(fēng)機容量的30%),其向轉(zhuǎn)子提供的電壓不足以抵消此時的轉(zhuǎn)子勵磁電壓,導(dǎo)致轉(zhuǎn)子回路產(chǎn)生很大的暫態(tài)沖擊電流。為防止沖擊電流對功率器件造成永久性損傷,一般投入撬棒保護電路以抑制短路電流。
但是,若電網(wǎng)電壓跌落程度不大,故障后的最大轉(zhuǎn)子電壓幅值仍在轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器可輸出的最大勵磁電壓范圍內(nèi),則DFIG處于可控的運行狀態(tài),此時不需要立即投入撬棒保護電路,可充分發(fā)揮DFIG轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器的既定容量,通過采取有效的控制策略實現(xiàn)DFIG的電網(wǎng)故障穿越。
正常運行狀態(tài)下,DFIG的控制系統(tǒng)采用閉環(huán)控制[17],為了實現(xiàn)機組輸出功率的解耦控制,有功功率和無功功率分別由同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系內(nèi)的轉(zhuǎn)子電流q軸分量和d軸分量決定。根據(jù)定子磁鏈定向控制原理,轉(zhuǎn)子電流的參考值為:
其中,ird,ref、irq,ref分別為轉(zhuǎn)子 d、q 軸電流分量的參考值;ψsm為定子磁鏈幅值;Ps,ref、Qs,ref分別為有功、無功功率的參考值;us為定子電壓瞬時值。
DFIG轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器控制框圖如圖2所示[12]。圖 2 中,轉(zhuǎn)子電流參考值 ird,ref、irq,ref與轉(zhuǎn)子電流反饋值ird、irq比較后的差值送入PI控制器,輸出電壓分量與電壓補償分量疊加,就可以獲得轉(zhuǎn)子電壓指令urd、urq,經(jīng)過坐標(biāo)變換后得到的轉(zhuǎn)子電壓進行脈寬調(diào)制后輸出對轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器的驅(qū)動信號,實現(xiàn)對DFIG的控制。
圖2 DFIG轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器控制框圖Fig.2 Block diagram of rotor-side converter control for DFIG
圖2中,urd、urq分別為跟蹤轉(zhuǎn)子電流所需要的轉(zhuǎn)子電壓參考值。轉(zhuǎn)子側(cè)輸出的轉(zhuǎn)子電壓方程為:
其中,kP、kI分別為PI控制器的比例參數(shù)和積分參數(shù);ir,ref為轉(zhuǎn)子電流的參考值矢量。
考慮到RSC輸出電流峰值受到功率器件電流最大通斷能力的限制,轉(zhuǎn)子電流參考值為[18]:
其中分別為考慮 RSC 容量限制下的轉(zhuǎn)子d、q軸電流分量的參考值;Ir_max為RSC允許的最大交流側(cè)電流峰值。
假設(shè)t=0時刻,電網(wǎng)發(fā)生三相短路,若機端電壓輕微跌落,則此時轉(zhuǎn)子側(cè)過電流小于撬棒保護電流的動作閾值,無法投入撬棒保護電流,而轉(zhuǎn)子側(cè)仍連接有變頻器。此時轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器的PI控制器可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子側(cè)勵磁電壓,從而影響故障過程中的定子電流。
將式(2)中的轉(zhuǎn)子磁鏈代入式(1)中的轉(zhuǎn)子電壓表達式,得到用ir和ψs表示的轉(zhuǎn)子電壓方程為:
其中,ur0為空載電勢,其是由定子磁鏈交鏈感生的電動勢。
圖3為轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器不退出運行時的轉(zhuǎn)子回路等效圖。故障后轉(zhuǎn)子電壓近似等效為Rrir+jωsM/Ls×ir+M/Lsdir和ur0兩部分,同時可由轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器的控制系統(tǒng)中獲取控制轉(zhuǎn)子電流的轉(zhuǎn)子電壓。
圖3 轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器不退出運行時的轉(zhuǎn)子回路等效電路圖Fig.3 Equivalent rotor circuit diagram with operating rotor-side converter
因此,聯(lián)立式(9)和式(11),并將式(3)中轉(zhuǎn)子電流的表達式代入,得到采用定子電流is和定子磁鏈ψs表示的數(shù)學(xué)表達式為:
將式(7)故障后的定子磁鏈方程代入式(12),可得關(guān)于定子電流的二階微分方程為:
參考PSCAD中風(fēng)機模型相關(guān)參數(shù)(見表1),對該二階微分方程的特征方程的根進行判別,可知其含有2個不相等的實根,求解該微分方程,可得到與之對應(yīng)的通解和特解,并將其由同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到靜止坐標(biāo)系下,可得故障后轉(zhuǎn)子變頻器不退出運行時定子電流表達式為:
其中,τr1、τr2為衰減時間常數(shù)。
表1 1.5 MW DFIG參數(shù)Table 1 Parameters of 1.5 MW DFIG
根據(jù)式(14)可知,在三相靜止坐標(biāo)系中,定子電流含有 is_n、Δis_dc、Δis_ac3 種成分。 其中,穩(wěn)態(tài)基頻分量is_n的幅值與機端電壓跌落程度及轉(zhuǎn)子電流參考值有關(guān)。Δis_dc為短路電流的直流分量,其大小由機端電壓跌落的幅值及轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器電流內(nèi)環(huán)PI控制參數(shù)kP、kI決定,并以定子回路衰減時間常數(shù)τs呈指數(shù)衰減。Δis_ac由Δis_ac1和Δis_ac2兩部分組成,若Rr+kP≥則Δis_ac1和Δis_ac2為暫態(tài)基頻交流衰減分量,其幅值均由定子電流初始值及PI參數(shù)共同決定,并分別以衰減時間常數(shù)τr1、τr2衰減;若Rr+kP<則Δis_ac1和Δis_ac2中除了基頻交流衰減分量外,還有與PI參數(shù)有關(guān)的衰減頻率分量。
電網(wǎng)發(fā)生故障時機端電壓跌落導(dǎo)致磁鏈突變、轉(zhuǎn)子回路產(chǎn)生過電流,這將會在PI控制器的輸入端產(chǎn)生偏差,但是PI控制器可以依靠PI控制參數(shù)(比例參數(shù)kP、積分參數(shù)kI)消除此偏差,促使風(fēng)電系統(tǒng)在故障發(fā)生后達到較為穩(wěn)定的狀態(tài)。分析式(14)短路電流的成分可知,其中包含的直流分量的幅值、交流衰減分量的幅值以及衰減時間常數(shù)都與轉(zhuǎn)子控制系統(tǒng)的PI控制參數(shù)有關(guān),因此,通過調(diào)節(jié)PI參數(shù)可在一定程度上減小短路故障所導(dǎo)致的過電流,從而對故障引起的擾動實施有效的控制。在此調(diào)整過程中,要確保控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性,實現(xiàn)轉(zhuǎn)子電流給定值的穩(wěn)態(tài)跟蹤。
轉(zhuǎn)子側(cè)變流器控制參數(shù)的設(shè)計,考慮電流內(nèi)環(huán)反饋信號采樣延時和變換器的延時,通過零極點對消,按照典型Ι型系統(tǒng)參數(shù)整定關(guān)系而得[19]。根據(jù)圖2所示的DFIG轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器控制框圖,實現(xiàn)解耦后,得到系統(tǒng)的開環(huán)波特圖。
圖4是保持積分參數(shù)kI不變(kI=1.667),改變比例參數(shù)kP的情況下的系統(tǒng)開環(huán)波特圖。當(dāng)比例參數(shù) kP分別取 0.1、0.3、0.5時,相角裕度依次是 67.5°、88.25°、88.95°。工程上通常要求系統(tǒng)相角裕度大于45°[18],所以系統(tǒng)在上述 kP的取值下具有較好的穩(wěn)定性,可實現(xiàn)良好的穩(wěn)定跟蹤。在一定的比例參數(shù)調(diào)整范圍內(nèi),比例參數(shù)越大,系統(tǒng)的穩(wěn)定性越好。
圖4 kI=1.667時,不同kP下的開環(huán)波特圖Fig.4 Open-loop Bode plot for different values of kP,when kI=1.667
同理,可得到當(dāng)比例參數(shù)保持不變,積分參數(shù)取不同值時的開環(huán)波特圖,如圖5所示。分析波特圖可知,系統(tǒng)仍具有良好的控制性能,在一定的積分參數(shù)調(diào)整范圍內(nèi),隨著積分參數(shù)的減小,相角裕度越大,系統(tǒng)穩(wěn)定性越好。
根據(jù)以上的解析計算過程編寫MATLAB程序,模型參數(shù)如表1所示。為了更加直觀地比較故障后短路電流的相對大小,以下波形均采用標(biāo)幺值。以三相對稱故障為例,針對機端電壓跌落至50%的情況,取DFIG定子A相電流iA,在保持積分參數(shù)kI(kI=1.667)不變、改變比例參數(shù)kP的情況下得到了短路電流波形對比圖,如圖6所示(圖中iA為標(biāo)幺值,后同);在保持比例參數(shù) kP(kP=0.1)不變、改變積分參數(shù)kI的情況下得到了短路電流波形對比圖,見圖7。
圖5 kP=0.1時,不同kI的開環(huán)波特圖Fig.5 Open-loop Bode plot for different values of kI,when kP=0.1
圖6 kI=1.667時,不同kP下的短路電流波形對比圖Fig.6 Comparison of short circuit current waveforms among different values of kP,when kI=1.667
分析圖6可知,隨著比例參數(shù)kP的減小,圖6(a)中短路電流直流分量的幅值略有減小,而圖6(b)中交流衰減分量的幅值卻隨之有明顯的增大,且其衰減速度變快,導(dǎo)致交流衰減分量迅速衰減至零,快速過渡到穩(wěn)定狀態(tài)。但是由于短路電流中交流衰減分量所占比重大于直流分量,短路電流隨比例參數(shù)kP的減小有明顯增大的趨勢。綜上可得,調(diào)節(jié)kP對故障瞬間短路電流的幅值影響較大。
圖7給出了調(diào)整積分參數(shù)kI情況下的短路電流波形,圖7(a)中短路電流直流分量的幅值并沒有太大變化,圖7(b)中交流衰減分量的幅值隨著kI的減小略有減小且其衰減時間常數(shù)隨之減小。雖然短路電流中交流衰減分量所占比重遠大于直流分量,但由于積分參數(shù)kI的變化給交流衰減分量帶來的增幅并不明顯,導(dǎo)致圖7(c)中,隨著積分參數(shù)kI的增大,短路電流并沒有明顯的變化。
圖7 kP=0.1時,不同kI下的短路電流波形對比圖Fig.7 Comparison of short circuit current waveforms among different values of kI,when kP=0.1
根據(jù)以上分析,若故障期間變頻器仍然接入轉(zhuǎn)子側(cè)回路,可依靠調(diào)控PI控制參數(shù)來調(diào)整轉(zhuǎn)子勵磁電壓,從而影響定子電流中的直流分量和交流衰減分量,達到抑制短路電流的目的;相比于調(diào)節(jié)積分參數(shù)kI,調(diào)節(jié)比例參數(shù)kP能達到更優(yōu)的效果。需要注意的是,必須要在一個安全的調(diào)控范圍內(nèi)調(diào)整PI控制參數(shù),以保證控制系統(tǒng)乃至整個風(fēng)電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行,否則會導(dǎo)致風(fēng)電系統(tǒng)發(fā)生振蕩,嚴(yán)重時會損壞風(fēng)電機組。
在PSCAD/EMTDC中搭建了1.5 MW的DFIG仿真模型,DFIG基本參數(shù)如表1所示。通過仿真波形與解析計算波形對比,驗證本文解析計算所得的定子短路電流計算表達式的有效性。
假設(shè)t=0 s時,DFIG機端發(fā)生三相短路,機端殘壓為0.7 p.u.,在考慮轉(zhuǎn)子側(cè)控制系統(tǒng)影響下定子ABC三相的短路電流解析計算波形與仿真波形對比圖,如圖8所示。由于電網(wǎng)短路持續(xù)時間較短,電網(wǎng)故障期間轉(zhuǎn)速的變化忽略不計。
圖8 機端殘壓為0.7 p.u.時三相短路電流的仿真波形和解析計算波形對比圖Fig.8 Comparison of three-phase short circuit current between simulative and calculated waveforms,when residual voltage is 0.7 p.u.
由圖8的三相短路電流解析計算波形與仿真波形對比可以看出,定子電流變化趨勢基本一致,電網(wǎng)短路瞬間,在定子磁鏈和轉(zhuǎn)子電壓的作用下,定子電流增大,并呈現(xiàn)衰減振蕩。在故障電流的起始階段,二者幅值有一定差異,分析可知這是由本文主要計及變頻器電流內(nèi)環(huán)控制,而忽略了功率外環(huán)控制導(dǎo)致的結(jié)果。隨著直流分量和交流衰減分量衰減為零,故障后定子電流達到穩(wěn)態(tài)。圖9給出了機端殘壓為0.7p.u.時,A相短路電流基波分量的計算波形與仿真波形對比圖,通過分析對比可知,短路電流的基波分量基本吻合,進一步驗證了解析表達式的有效性。
圖9 機端殘壓為0.7 p.u.時A相短路電流基波分量的仿真波形和解析計算波形對比圖Fig.9 Comparison of fundamental component of phase-A short circuit current between simulative and calculated waveforms,when residual voltage is 0.7 p.u.
以DFIG機端發(fā)生三相短路,機端殘壓為0.5p.u.的情況為例,利用搭建的PSCAD仿真模型,在保持積分參數(shù)kI不變、調(diào)整比例參數(shù)kP的情況下得到了DFIG定子A相短路電流波形,如圖10所示;與之相類似,在保持kP不變、調(diào)整kI的情況下得到了DFIG定子A相短路電流波形,如圖11所示。
由以上的仿真波形對比圖可以看出,在kI固定、調(diào)整比例參數(shù)kP的情況下,短路電流變化較為明顯;而固定kP、調(diào)整積分參數(shù)kI的情況下,短路電流變化較小,這與圖6和圖7分析PI控制參數(shù)對短路電流的影響時得到的研究結(jié)果基本一致。
圖10 kI=1.667時,不同kP下的短路電流波形對比圖Fig.10 Comparison of short circuit current waveforms among different values of kP,when kI=1.667
圖11 kP=0.1時,不同kI下的短路電流波形對比圖Fig.11 Comparison of short circuit current waveforms among different values of kI,when kP=0.1
實際上,根據(jù)控制系統(tǒng)的要求,轉(zhuǎn)子側(cè)的PI參數(shù)可在一定范圍內(nèi)選擇,而在此范圍內(nèi)通過調(diào)節(jié)PI參數(shù)可在一定程度上起到抑制定子短路電流的作用。但需要指出的是,由于轉(zhuǎn)子側(cè)的PI參數(shù)在控制系統(tǒng)要求下的選擇范圍較小,因此PI參數(shù)對短路電流的抑制作用有限。針對DFIG的機端電壓跌落故障,不能只依靠PI參數(shù)來抑制短路電流,還是要通過控制策略切換和撬棒保護等措施來實現(xiàn)DFIG的低電壓穿越。
本文以對稱故障為例,通過DFIG矢量模型中的電壓、磁鏈方程,聯(lián)立轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器電壓控制方程,采用數(shù)學(xué)解析的方法推導(dǎo)了故障發(fā)生后轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器不閉鎖的情況下定子電流的解析表達式,并得出以下結(jié)論:在三相靜止坐標(biāo)系下,定子電流中含有穩(wěn)態(tài)基頻分量、直流分量以及交流衰減分量,機端電壓跌落程度以及PI控制參數(shù)是影響各分量幅值及衰減時間常數(shù)的重要因素;在保證風(fēng)電系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的前提下,通過調(diào)控PI參數(shù),可消除由于故障時轉(zhuǎn)子側(cè)過電流造成的PI控制器輸入端的偏差,達到抑制短路電流的目的。最后,通過在PSCAD/EMTDC中搭建的DFIG模型進行仿真測試,驗證了短路電流表達式的有效性。另外,在研究考慮雙環(huán)控制系統(tǒng)的情況下DFIG短路電流特性時,可延續(xù)本文中采用的數(shù)學(xué)解析法進行分析,具體分析有待進一步研究。
參考文獻:
[1]焦在強.大規(guī)模風(fēng)電接入的繼電保護問題綜述[J].電網(wǎng)技術(shù),2012, 36(7):195-201.JIAO Zaiqiang.A survey on relay protection for grid-connection of large-scale wind farm[J].Power System Technology,2012,36(7):195-201.
[2]鄭重,楊耕,耿華.電網(wǎng)故障下基于撬棒保護的雙饋風(fēng)電機組短路電流分析[J]. 電力自動化設(shè)備,2012,32(11):7-14.ZHENG Zhong,YANG Geng,GENG Hua.Short-circuitcurrent analysis for DFIG-based wind generation system with Crowbar protection under grid faults[J].Electric Power Automation Equipment,2012,32(11):7-14.
[3]孔祥平,張哲,尹向根.含逆變型分布式電源的電網(wǎng)故障電流特性與故障分析方法研究[J].中國電機工程學(xué)報,2013,33(34):65-74.KONG Xiangping,ZHANG Zhe,YIN Xianggen.Study on fault current characteristics and fault analysis method of power grid with inverter interfaced distributed generation[J].Proceedings of the CSEE,2013,33(34):65-74.
[4]SULLA F,SVENSSON J,SAMUELSSON O.Symmetricaland unsymmetrical short-circuit current of squirrel-cage and doubly-fed induction generators[J].Electric Power Systems Research,2011(81):1610-1618.
[5]馬文龍.Crowbar保護在雙饋異步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)電網(wǎng)故障穿越中的應(yīng)用[J]. 電力自動化設(shè)備,2011,31(7):127-130.MA Wenlong.Application of Crowbar circuit in grid fault riding through for doubly-fed induction wind power generation system[J].Electric Power Automation Equipment,2011,31(7):127-130.
[6]徐殿國,王偉,陳寧.基于撬棒保護的雙饋電機風(fēng)電場低電壓穿越動態(tài)特性分析[J].中國電機工程學(xué)報,2010,30(22):29-36.XU Dianguo,WANG Wei,CHEN Ning.Dynamic characteristic analysisofdoubly-fed induction generatorlow voltage ridethrough based on Crowbar protection[J].Proceedings of the CSEE,2010,30(22):29-36.
[7]李輝,付博,楊超.雙饋風(fēng)電機組低電壓穿越的無功電流分配及控制策略改進[J]. 中國電機工程學(xué)報,2012,32(22):24-31.LI Hui,F(xiàn)U Bo,YANG Chao.Reactive currentallocation and control strategies improvement of low voltage ride though for doubly fed induction wind turbine generation system[J].Proceedings of the CSEE,2012,32(22):24-31.
[8]HU Jiabing,HE Yikang,XU Lie.Improved control of DFIG systems during network unbalance using PI-R current regulators[J].IEEE Transactions on Industrial Electronics,2009,56(2):439-451.
[9]姚駿,廖勇,李輝.電網(wǎng)電壓不平衡下采用串聯(lián)網(wǎng)側(cè)變換器的雙饋感應(yīng)風(fēng)電系統(tǒng)改進控制[J]. 中國電機工程學(xué)報,2012,32(6):121-130.YAO Jun,LIAO Yong,LI Hui.Improved control of a doubly fed induction generator wind turbines with a series grid-side converter under unbalanced grid voltage conditions[J].Proceedings of the CSEE,2012,32(6):121-130.
[10]年珩,程鵬,諸自強.電網(wǎng)電壓對稱故障時DFIG轉(zhuǎn)子電流的優(yōu)化控制策略[J]. 電工技術(shù)學(xué)報,2014,29(7):200-208.NIAN Heng,CHENG Peng,ZHU Ziqiang.Optimized control strategy of rotor current for doubly fed induction generators during symmetrical voltage fault[J].Transactions of China Electrotechnical Society,2014,29(7):200-208.
[11]RAHIMI M,PARNIANI M.Grid-fault ride-through analysis and control of wind turbines with doubly fed induction generators[J].Electric Power Systems Research,2010(8):184-195.
[12]張建華,陳星鶯,劉皓明,等.雙饋風(fēng)力發(fā)電機三相短路分析短路器最大電阻整定[J]. 電力自動化設(shè)備,2009,29(4):6-10.ZHANG Jianhua,CHEN Xingying,LIU Haoming,et al.Threephase short-circuit analysis for doubly fed wind-driven generator and short-circuititer maximal resistance calculation[J].Electric Power Automation Equipment,2009,29(4):6-10.
[13]撖奧洋,張哲,尹項根,等.雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)故障特性及保護方案構(gòu)建[J]. 電工技術(shù)學(xué)報,2012,27(4):233-239.HAN Aoyang,ZHANG Zhe,YIN Xianggen,et al.Research on fault characteristic and grid connecting-point protection scheme for wind power generation with doubly-fed induction generator[J].TransactionsofChina ElectrotechnicalSociety,2012,27(4):233-239.
[14]熊小伏,歐陽金鑫.電網(wǎng)短路時雙饋感應(yīng)發(fā)電機轉(zhuǎn)子電流的分析與計算[J]. 中國電機工程學(xué)報,2012,32(28):114-121.XIONG Xiaofu,OUYANG Jinxin.Analysis and calculation of rotor currents for doubly-fed induction generators under short circuits in power grids[J].Proceedings of the CSEE,2012,32(28):114-121.
[15]孔祥平,張哲,尹項根,等.計及勵磁調(diào)節(jié)特性影響的雙饋風(fēng)力發(fā)電機組故障電流特性[J]. 電工技術(shù)學(xué)報,2014,29(4):256-265.KONG Xiangping,ZHANG Zhe,YIN Xianggen,etal.Fault current characteristics of DFIG considering excitation and regulation characteristics[J].Transactions of China Electrotechnical Society,2014,29(4):256-265.
[16]周宏林,楊耕.不同電壓跌落深度下基于撬棒保護的雙饋式風(fēng)機短路電流特性分析[J].中國電機工程學(xué)報,2009,29(增刊 1):184-191.ZHOU Honglin,YANG Geng.Short circuit current characteristics of doubly fed induction generator with Crowbar protection under different voltage dips[J].Proceedings of the CSEE,2009,29(Supplement 1):184-191.
[17]王勇,張純江,柴秀慧,等.電網(wǎng)電壓跌落情況下雙饋風(fēng)力發(fā)電機電磁過渡過程及控制策略[J]. 電工技術(shù)學(xué)報,2011,26(12):14-19.WANG Yong,ZHANG Chunjiang,CHAI Xiuhui,et al.Electromagnetic transient process and control strategy for doubly-fed wind power generator under grid voltage dip[J].Transactions of China Electrotechnical Society,2011,26(12):14-19.
[18]張祿,金新民,唐芬,等.電網(wǎng)電壓對稱跌落下的雙饋感應(yīng)發(fā)電機PI-R 控制及改進[J]. 中國電機工程學(xué)報,2013,33(3):106-116.ZHANG Lu,JIN Xinmin,TANG Fen,etal.Improved PI-R control for doubly fed induction generators under grid voltage symmetrical dip[J].Proceedings of the CSEE,2013,33(3):106-116.
[19]張崇巍,張興.PWM整流器及其控制[M].北京:機械工業(yè)出版社,2003:88-92.