摘要介绍并建立双馈感应发电机模型，搭建风电场升压变压器差动保护电路。仿真分析双馈发电机故障时的暂态特性，了解到故障后的频率偏移现象，并结合相量差动保护的原理，讨论了对其影响。以接入到无限大系统模型为例，在Matlab/Simulink上进行保护性能的测试，发现基于相量差动保护不能够满足保护动作的要求。84374

毕业论文关键词：双馈发电机  风电场  差动保护  升压变压器  继电保护

Title Research on the adaptability of differential protection   for large capacity wind farm booster transformer

Abstract This paper introduced the model of DFIG。 The differential protection of the boost transformer is set up as well。 The transient characteristics of DFIG are annalyzed,the frequency offset of the fault is understood and the principle of the phasor differential protection is discussed。 To access to infinite system model as an example, in Matlab/Simulink for protection performance test。 It found based on phase differential protection can not meet the requirements of protective action。

Keywords:DFIG  Wind farm  Differential protection  Step-up  transformer  Rely protection

目   次

1 绪论 1

1。1 研究背景与意义 1

1。2 国内外研究现状 1

1。3 本章小结 3

2 含双馈风机风电场建模 4

2。1 风力机获取最大风能原理 4

2。2双馈风力发电机组的结构和功率传递 6

2。3 双馈电机数学模型的建立 7

2。4 本章小结 13

3 双馈风电故障特性分析 14

3。1 双馈电机撬棒Crowbar保护 14

3。2 Matlab中建模仿真 14

3。3 双馈风电机组送出线故障特性分析 17

3。4 本章小结 23

4 变压器差动保护适应性研究 24

4。1 变压器差动保护原理 24

4。2 变压器差动保护整定 26

4。3 双馈风电场中差动保护适应性分析 30

4。4  仿真和分析 33

4。5 本章小结 44

结论与展望 45

5。1 结论 45

5。2 展望 46

致  谢 47

参 考 文 献 48

1 绪论

1。1 研究背景与意义

世界风能资源十分丰富，但只有转换为电能才可以高效利用。19世纪以来，风能发电技术经过了较为缓慢的发展过程，但是进入21世纪，由于对于新能源的重视和传统能源的日渐匮乏种种原因，新能源技术得到了快速的发展，风电和其他新能源发电已经到达了大规模开发利用阶段。

风电并网容量整体在稳步增长，但是风力发电的随机性会给电网的稳定运行带来一定的难题[1]。

在风电厂的容量比较小的时候，分析风电场保护时往往简单地将风电场视为一个负荷，或者忽略其短路电流,将风力发电机看做同步发电机。然而，当大容量的风电场接入电网时，发生故障后风力发电机将向产生不可忽略的短路电流[2,3]。在此情况下，如果系统保护配置和整定计算如果不考虑风电场的影响能导致保护装置的误动[4]。因为风力发电机的控制技术与并网方式有和常规同步发电机不同[5-7]。二者在系统故障期间的暂态特性有着很大的不同，风电接入后继电保护的动作性能受到了极大的挑战。