受到越来越多的关注。由于风电站有时距离其他电场很远，故当短路后短路电流的分布与以往不同。感应发电机作为风电站的主要部分，尽管没有独立的反电压，它们在关键时转矩变化图内部电压变化四个不同地点图发生短路时短路电流图发生短路时短路电流图输出功率变化曲线小结结合前文第二章基本研究结果，我们必须对内部电压变化进行深入分析如图。故障发生分别在端电压取得最小值和端电压取得最大值可以得到最小和最大短路电流。图和图中电流相比，我们可以清楚地看到前者略小于后者，但是差别很小。这是因为内部电压变化太小以至于不足以引起明显效果。实际上，在这种情况下内部电压最大值和最小值之间偏差大约只有，相应可以得到这两种情况下短路电流幅值为和。从图中可以得到，当输出功率变化很大时候内部电压也不会出现大变化，以至于在短路电流幅值变化很微小。内部电压变化受串联电抗影响，在很长传输距离以及重载情况下，内部电压将会引起明显变化。参数研究研究目标从上面讨论中可以看出，在通常风力波动存在情况下，无论故障发生在什么时候，短路电流都阻抗为联络线连入主系统。假设短路故障发生在变压器高压端，因为这是对于风电场来说发生在电力传输系统中最严重故障，并且把故障点设置在变压器高压端可以满足本论文分析目标研究组行为。在很多场合，为了满足无功需求，像并联电容器这样无功补偿装置被安装在异步发电机附近，但是本论文中把这些无功补偿装置简单忽略了。忽略这些装置并不会造成可观影响，除非这会引起不稳定，比如电谐振。单个感应发电机短路电流为了研究短路电流情况最大值和时间常数，首先研究单个异步发电机情况。图模型系统注意到是个常数，因为电力系统是非常庞大图关于单个感应发电机短路电流个例子在变压器电压可以忽略情况下，根据双反应理论下面方程可以计算短路电流。其中和表示感应发电机定子电流，后两个方程描述了发生在感应发电机内部电气动态行为。得到结果如图所示，最大短路电流是，这个值等于内部电压见图除以串联阻抗得到，根据表提供数据可以简单计算出串联阻抗大小为。可以很容易观察到延迟时间常数大约为秒，这个数值和计算值秒比较接近。图与图同情况下得到内部电压从这个结果我们可以得到以下两条结论当输入机械功率发生变化时，时间常数也是固定，因为它是由风电场结构配置决定。短路电流最大幅值随着内部电压变化成正比变化。考虑风速变化几个基本实例给定变化利用文献中给出了风速变化数据进行数值计算。参考文献周期从到数百毫秒范围内风速变化频谱。本文选取了个典型频率成分，并在给定条件下进行仿真，条件如表所示，其中代表安装于风电场两端部件测量得到相位偏差。文献并没有给出这种相位偏差数据，本文认为在同样风电场中快速部件可以引起较大相位偏差，但在慢速器件中并非如此。基于这样考虑给定了这些值。图给出了风电场中四个不同地点给定输入机械转矩变化波形。如图中所示，输入机械转矩变化几乎是同相位，甚至是重合。导致内部电压变化如图所示。表假定风速变化组分图风速波动引起机械转矩变化图内部电压变化四个不同地点图发生短路时短路电流图发生短路时短路电流图输出功率变化曲线小结结合前文第二章基本研究结果，我们必须对内部电压变化进行深入分析如图。故障发生分别在端电压取得最小值和端电压取得最大值可以得到最小和最大短路电流。图和图中电流相比，我们可以清楚地看到前者略小于后者，但是差别很小。这是因为内部电压变化太小以至于不足以引起明显效果。实际上，在这种情况下内部电压最大值和最小值之间偏差大约只有，相应可以得到这两种情况下短路电流幅值为和。从图中可以得到，当输出功率变化很大时候内部电压也不会出现大变化，以至于在短路电流幅值变化很微小。内部电压变化受串联电抗影响，在很长传输距离以及重载情况下，内部电压将会引起明显变化。参数研究研究目标从上面讨论中可以看出，在通常风力波动存在情况下，无论故障发生在什么时候，短路电流都示。在图中，横坐标相位差别代表两台机组之间机械转矩相位差别，这两台机组位于风电场末端，其他机组有均匀分布在这两台特殊机组之间对应相位。相位差意味着所有发电机组被完全致正弦波变化风力驱动。在这种情况下每台机组注入系统短路电流累加起来组成最终值，但是在度相位差别情况下，各台机组间注入短路电流互相抵消，从而从电网侧看去等效内部电压几乎没有什么变化。在秒或更长缓慢变化范围内，内部电压变化要比在秒周期变化范围内更大。这是因为在这个时域范围内，每台感应发电机中转子电路电气暂态过程在平缓变化中起到定作用。这个例子说明了感应发电机组如何对短路电流进行平缓影响。考虑预故障运行条件由前文提到内部电压变压引起短路电流变化，在大多数情况下，由于输入机械转矩变化并不会引起内部电压较大变化。因此，研究了内部电压相对于输出功率灵敏度。电气功率和内部电压之间关系，可以用以下公式表示其中和分别代表大功率系统电压异步电机暂态电抗变压器漏抗，连接线串联电抗和内部母线和大系统母线之间夹角。在轻载条件下随着功率变化，变化非常小，但是功角变化很大。然而，在重载条件下，平均功角变大，功率相对于功角灵敏度变小。在这样条件下，需要变化很大才能满足需求功率变化。图表示是传输距离比原先长倍情况下结果，初始转差率为。可以清楚地观察到端电压变化更大端电压波形出现畸变可能对短路电路产生潜在影响。因此在故障期间微小变化可能带来很大幅值变化。指出系统不能认为是线性，意味着相应内部电压波形会不同，使得故障电流幅值和故障时间之间关系变复杂。在不同故障时间下对两种情况进行仿真，结果如图和所示，如预期样，最大短路电流有较大不同。例如故障发生在最大内部电压时值为，在其他情况下故障发生在最小内部电压时值为。图以不连贯和变化周期为函数等效内部电压变化图在重载情况下等效内部电压图在重载情况下故障发生在时，风电场稳态和故障电流图在重载情况下故障发生在时，风电场稳态和故障电流图和给出了结果。如图中所示，在重载条件情况下大些负滑差率，内部电压变化和与之相对故障电流幅值差别也加大。从目前得到结果来分析，长距离传输重载情况下，在进行短路研究时，应该考虑风电场组行为。下文就此问题进行了研究。图最初滑差率输出功率和相应内部电压变化之间关系图最初滑差率输出功率和相应短路电流幅值最大差值之间关系重载下风电场组行为现在我们继续讨论主题，即风电场组行为。对两种情况进行了大量仿真分析，在这两种情况下，轴转据变化所有分量频率和幅值相同，但相位不同。例子所有单独发电单元中所有分量都相同例子所有分量均匀分布，相位相差度，如中如图所示，在例子中，即致情况或单发电机模型例子，短路电流受内部电压变化影响非常大。同时，即使在稳态情况下，工作点也变得至关重要，使得其灵敏度也变得更加高。另方面，在例子中，每台单独发电机内部电压互相补偿组效应，总等效内部电压和短路电流幅值基本就是个恒定常数。图例中等效内部电压变化情况图例中得到最小系统电流图在例中得到个体内部电压变化结论风电场中短路电路研究表明，在重载条件下，通过相互补偿作用，每个单元风速波动不致对短路电流会有较大影响。然而，这种影响在常规或者典型条件下不会出现。阻抗为联络线连入主系统。假设短路故障发生在变压器高压端，因为这是对于风电场来说发生在电力传输系统中最严重故障，并且把故障点设置在变压器高压端可以满足本论文分析目标研究组行为。在很多场合，为了满足无功需求，像并联电容器这样无功补偿装置被安装在异步发电机附近，但是本论文中把这些无功补偿装置简单忽略了。忽略这些装置并不会造成可观影响，除非这会引起不稳定，比如电谐振。单个感应发电机短路电流为了研究短路电流情况最大值和时间常数，首先研究单个异步发电机情况。图模型系统注意到是个常数，因为电力系统是非常庞大图关于单个感应发电机短路电流个例子在变压器电压可以忽略情况下，根据双反应理论下面方程可以计算短路电流。中文字出处，，毕业设计论文外文文献翻译毕业设计论文题目翻译题目波动转矩下风电厂短路研究系自动控制系专业电气工程与自动化姓名班级学号指导教师波动转矩下风电厂短路研究摘要出于对环保要求，风电站受到越来越多关注。由于风电站有时距离其他电场很远，故当短路后短路电流分布与以往不同。感应发电机作为风电站主要部分，尽管没有独立反电压，它们在关键时刻却是个暂态短路电流源。从这点看来，考虑风电厂影响短路分析中是个很重要课题。近来来很多风力发电场都采用了风场形式，许多风力发电源组合，来补偿风力波动中不确定随机变化。但大多数有关风电厂电气特性研究都没有考虑这种影响。本文考虑了风随机波动和组合补偿情况下，感应发电机短路电流。关键词风电场，短路电流计算，电力系统，随机变化Ⅰ绪论风电由于其环保受到越来越多关注，它们大多建在风场丰富地区如海岸，岛屿等。根据日本国土资源和基建与运输部在年三月统计，其海港附近风电总装机容量已达。为了适应这种趋势，有风电关方面研究正在加紧进行。般来讲，电力系统分析与控制主要关注在以下两个方面。个是起动问题，另个是它们稳态特性。起动问题出现在当风电机投入系统时，它需要很大无功，导致系统电压严重跌落。种使用外加电阻从而对电网友好接入法，使得恒速风机可以接入弱系统。对于风电接入稳态电力系统最大难题就是其波动性。主要动力源风不断变化使得其输出功率也不断变化，在弱连接系统中电压质量也严重恶化。文献基于仿真研究了变速风机对于弱配电网运行影响，得出了变速风机能在电压波动和谐波含量方面能改善电能质量结论。除了保护和机械角度疲劳寿命校验外，对风