风电场故障仿真分析及继电保护研究

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1、分类号学号M201271402学校代码10487密级硕士学位论文风电场故障仿真分析及继电保护研究学位申请人：袁超雄学科专业：电气工程指导教师：陈卫副教授答辩日期：2014年5月28日万方数据AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreefortheMasterofEngineeringFaultSimulationAnalysisandRelayProtectionResearchofWindFarmCandidate:YuanCh

2、ao-xiongMajor:ElectricalEngineeringSupervisor:Assoc.Prof.ChenWeiHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay.28,2014万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本

3、人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在__________年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日

4、万方数据华中科技大学硕士学位论文摘要全球性的气候变化、环境污染和能源危机已成为各国政府和人民关注的热点问题。风能分布范围广、蕴藏量巨大、可利用难度低，并且风力发电技术在过去的几十年内发展迅速，是新能源领域技术最成熟、最具规模化商业开发条件的发电技术，将在未来能源领域占有重要地位。然而，过去几年内发生的多起大规模风电机组脱网事故，给传统继电保护技术带来严重挑战，必须寻求适合风电接入的继电保护解决方案。本文首先建立双馈风机的PSCAD仿真模型，通过数字仿真和物理仿真的方式分析单机-无穷大系统中风机侧的故障特性。参考实际

5、风电场的典型接线，进行合理简化等值，搭建风电场模型，设置不同的故障点仿真分析其对继电保护的影响。研究表明系统侧的故障暂态特性与常规电网几乎无差别，不影响继电保护动作特性，影响主要集中在风场侧保护：（1）双馈风机低压穿越期间三相故障电流无法持续，带延时的电流保护难以准确动作；（2）低压穿越期间故障电流包含大量的非工频分量，其频率与转子转速相关，对相量距离保护动作特性有很大负面影响；（3）风电场35kV集电线和集电母线为中性不接地系统，单相接地选线困难。针对风电接入后对继电保护的影响提出相应的改进策略：采用瞬时测量电流

6、电压综合保护解决风场侧三相故障电流不能持续的问题；基于解时域微分方程的自适应距离保护算法对频率不敏感并且耐过渡电阻能力强；零序电流比幅比相综合算法能正确实现单相接地选线，也可以改变中性点接地方式增大零序电流；电流相量纵联差动保护不受风场特殊暂态特性影响，保护性能优越，是最理想的保护方案。关键词：双馈风机；风场等值；仿真分析；暂态特性；继电保护I万方数据华中科技大学硕士学位论文AbstractGlobalclimatechange,environmentalpollutionandenergycrisishavebe

7、comeahotissueofthegovernmentsandpeople.Withthecharacteristicsofwidedistribution,hugereserves,lowdifficultytobeusedandrapiddevelopmentofwindpowertechnologyoverthepastfewdecades,windenergyhasbecomethemostmatureandlarge-scalecommercialdevelopmentofpowergeneration

8、technologyinthenewenergyfieldandwillfinditsplaceinthefutureenergyfield.However,severallarge-scaleaccidentsofwindturbinegeneratorsoffthepowergridoccurringinthepastfewyearshavechalle