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| 1 | 电网电压骤升故障下双馈风力发电机变阻尼控制策略显示文摘双馈风力发电机在电网电压跌落情况下的不间断运行已成为当前研究热点,而电网电压骤升对双馈风力发电系统的运行也构成了威胁。为研究双馈风力发电机的高电压穿越特性及其控制策略,分析了电网电压骤升激起的双馈感应发电机的电磁过渡过程。针对不同转速和电网电压骤升幅度对系统的影响,提出一种基于变阻尼的转子励磁控制策略,减小了故障情况下转子电流和电磁转矩的冲击,避免了撬棒电路的频繁动作。仿真和实验结果验证了所提出控制策略的有效性,与常规的有源阻尼控制策略相比,提高了双馈风力发电机的高电压穿越能力。 | 谢震 张兴 宋海华 杨淑英 曹仁贤 | 2012 | 电力系统自动化2012，36，3： | 62 |
| 2 | 具有低电压穿越能力的风电接入电力系统继电保护的配合显示文摘具备低电压穿越能力的风电机组要求在一定的故障条件下不脱网,需要相关继电保护与之配合。详细分析了风电场送出线以外输电系统元件故障、风电场送出线故障、风电场内部电网故障以及风电机组本体故障情况下,输电系统保护以及风电场内部保护应有的配合关系。进一步分析了当前集中式接入风电场的继电保护配置,指出风电机组保护及变流器保护选择性不强,在风电场内部保护或系统保护动作切除故障之前,风电机组已经脱网,而且将风电网等同于单侧电源的配电网,没有考虑风电机组对短路的贡献。最后分析了单风电机组本体保护、风电场主变保护、风电场送出线保护需要进行的改进,以保证低电压穿越能力的发挥,并指出各保护需要注意的问题。 | 张保会 王进 李光辉 郝治国 刘志远 薄志谦 | 2012 | 电力自动化设备2012，32，3： | 71 |
| 3 | 基于虚拟阻抗的双馈风力发电机高电压穿越控制策略显示文摘电网电压骤升故障会造成双馈感应发电机定子绕组中产生定子磁链的暂态直流分量,甚至引起比电网电压跌落更强的双馈发电机定、转子电流和电磁转矩的冲击。首先分析电网电压骤升下双馈发电机转子电流的电磁过渡过程,在变流器转子电流环中引入虚拟电阻控制,虽然能够有效抑制转子电流和电磁转矩的振荡,但是会引起转子电压过高和转子电流振荡过程加长,仅在低频部分具有抑制作用,因此本文引入虚拟电感,形成虚拟阻抗的改进控制策略,缩短了电网电压骤升时的转子振荡过程,并且对高频部分具有较强的抑制作用,提高了系统的高电压穿越性能。仿真和实验结果验证了所提控制策略的有效性和可行性。 | 谢震 张兴 杨淑英 宋海华 曲庭余 | 2012 | 中国电机工程学报2012，32，27： | 65 |
| 4 | 基于撬棒保护的双馈风电机组三相对称短路电流特性显示文摘双馈感应发电机在其并网点电压跌落较深时必须具备低电压穿越能力,而撬棒(crowbar)保护电路是目前运用较为广泛的一种低电压穿越方式。分析了装设有撬棒保护电路的双馈风电机组机端三相对称短路情况下的短路电流特性,通过仿真软件PSCAD/EMTDC研究了影响双馈风电机组输出短路电流的因素,包括撬棒电阻、直流母线电压和网侧变流器,推导了双馈风电机组在额定运行工况下定、转子短路电流的近似求解公式。最后,在考虑定转子磁链耦合作用的基础上给出了一种等效阻抗电压源模型,有利于接有分布式风电机组的配电网保护配置的进一步研究。 | 翟佳俊 张步涵 谢光龙 毛承雄 王魁 | 2013 | 电力系统自动化2013，37，3： | 48 |
| 5 | 新能源发电系统并网逆变器的高电压穿越控制策略显示文摘电网电压的骤升会带来新能源发电系统并网逆变器(grid-connected inverter,GCI)控制裕度的下降,如若失控则会导致能量由电网倒灌进入逆变器进而引发直流侧过压或过流。为改善电网电压骤升对GCI所造成的暂态冲击,确保其安全并网运行,该文提出一种GCI高电压穿越(high voltage ride-through,HVRT)控制策略。首先分析容量限制条件下GCI的电流控制能力,讨论不同电网电压骤升幅度情况下GCI的可控区。在此基础上,设计基于电网电压和发电侧负载电流信息的直流母线电压参考值自适应调节算法,以确保电网电压骤升期间GCI的可控性。最后,结合感性无功电流控制,给出GCI的HVRT方案。仿真和实验结果验证了GCI控制能力分析的正确性和所提出控制策略的有效性。 | 郑重 耿华 杨耕 | 2015 | 中国电机工程学报2015，35，6： | 42 |
| 6 | 基于撬棒并联动态电阻的自适应双馈风力发电机低电压穿越显示文摘当电网故障引起电压跌落时,为防止大装机容量风电场的风机脱网,双馈风力发电机(DFIG)多采用Crowbar电路来实现低电压穿越(LVRT)。传统Crowbar电路采用固定阻值的电阻,很难兼顾对转子电流和直流母线电压的抑制以及对Crowbar的投入工作时间的控制。针对传统Crowbar的不足提出了一种基于Crowbar并联动态电阻的双馈风力发电机低电压穿越方案,制定了该方案的自适应控制策略以及其阻值的整定方法。仿真分析不同跌落深度下所提方案的LVRT特性,并与改变IGBT的导通脉宽的变电阻Crowbar方案进行了比较,结果表明带并联动态电阻Crowbar方案的LVRT效果较好,不仅兼顾了对转子过电流和直流母线过电压的抑制,而且在电压深度跌落时可缩短Crowbar的投入时间,有利于系统电压的恢复。 | 张曼 姜惠兰 | 2014 | 电工技术学报2014，29，2： | 37 |
| 7 | 电网故障下基于撬棒保护的双馈风电机组短路电流分析显示文摘首先分析了撬棒接入后双馈感应发电机(DFIG)定、转子磁链的全响应,进而给出了适用于对称/不对称电网电压跌落故障情况的DFIG短路电流时域解析表达式。在此基础上,提出了一种新型的电阻串联电容式撬棒结构,并给出了其中电容值的选取方法。较之传统的电阻式撬棒,该撬棒能够更为有效地抑制DFIG的转子浪涌电流并改善故障期间DFIG定子端的有功、无功功率外特性。最后,基于1.5 MW的DFIG风电系统仿真模型和3 kW实验平台分别对短路电流解析分析的正确性以及电阻串联电容式撬棒结构的有效性进行了仿真和实验验证。 | 郑重 杨耕 耿华 | 2012 | 电力自动化设备2012，32，11： | 31 |
| 8 | 配置STATCOM的DFIG风电场在不对称电网故障下的控制策略显示文摘该文研究在不对称电网故障穿越的第2阶段,双馈式(doubly-fed induction generator,DFIG)风电场如何实现'自身不脱网安全运行并同时满足并网导则无功支撑要求'的问题。由于受限于变流器的容量,DFIG机组无法保证在所有故障情况下实现既定的控制目标。为此,通过引入最优化的方法,分析了变流器容量限制条件下DFIG机组的可控性问题,得到了以电网电压不平衡度所量化表示的可控区,指出为确保在不对称跌落故障较严重时能满足并网导则要求,有必要在DFIG风电场层面配置静止同步补偿器(staticsynchronous compensator,STATCOM)以降低场内DFIG机组的机端电压不平衡度。最后,设计了STATCOM所需容量最小的电压补偿控制策略,并给出了相应的容量匹配方法。仿真结果验证了该文提出的在不对称低电压穿越(lowvoltage ride-through,LVRT)第2阶段DFIG机组可控区的正确性、STATCOM辅助控制策略的有效性以及相应容量匹配方法的可行性。 | 郑重 杨耕 耿华 | 2013 | 中国电机工程学报2013，33，19： | 32 |
| 9 | DFIG等效序突变量阻抗相角特征对故障分量方向元件的影响分析显示文摘故障分量方向元件是方向比较式纵联保护的重要组成部分,但风电大规模接入破坏了传统故障分量方向元件的最佳应用环境。为了研究双馈风电机组对故障分量方向元件的影响,提出了等效序突变量阻抗的概念,基于双馈风电机组暂态模型,推导了等效序突变量阻抗的解析表达式;针对故障后投入撬棒与变换器控制两种工况研究了双馈风电机组等效序突变量阻抗的相角变化特征;进而分析了双馈风电机组对不同故障分量方向元件的影响机理,指出等效序突变量阻抗相角的大范围变化可能造成故障分量方向元件的灵敏性不足或者误判,最后通过仿真实验验证了分析的正确性。 | 黄涛 陆于平 蔡超 | 2016 | 中国电机工程学报2016，36，14： | 31 |
| 10 | 双馈风电机组关键传感器的故障诊断方法显示文摘针对提高双馈风力发电机组运行可靠性和控制系统冗余度的问题,提出研究其控制系统中关键传感器故障诊断方法。从双馈发电机电磁暂态模型出发,构建了定、转子电流和定子电压的观测器模型。通过机组动、暂态特性仿真,并和传感器实际输出信号进行比较,验证了所建观测器模型的准确性。基于观测器方法和扰动过滤单元设计,构建了一种基于自适应阈值的传感器故障诊断模型。通过对传感器不同故障类型以及干扰信号辨识能力的仿真比较,表明提出的故障诊断方法和模型的有效性。 | 李辉 赵猛 赵斌 唐显虎 刘志详 | 2011 | 中国电机工程学报2011，31，6： | 22 |
| 11 | 双馈型风力发电系统低电压穿越技术综述显示文摘随着双馈感应发电机(DFIG)风电场在并网风电容量中比重的增加,为了确保电力系统的可靠运行,提高DFIG风电场的低电压穿越(LVRT)能力显得尤为重要。首先介绍了风电场并网准则对LVRT的要求,接着分析了电网电压骤降故障下DFIG的瞬态特性及其LVRT技术的难点;在系统总结和评价国内外现有DFIG系统的LVRT技术的同时,最后对LVRT技术未来的发展方向进行了展望。 | 杨耕 郑重 | 2011 | 电力电子技术2011，45，8： | 21 |
| 12 | 双馈风力发电低电压穿越撬棒阻值模糊优化显示文摘撬棒(crowbar)保护是双馈风力发电机组实现低电压穿越的主要控制方法之一。针对传统撬棒阻值设计与定转子电流约束条件边界取值相关,进而影响系统安全性这一问题,采用模糊优化理论,分析电网发生三相短路故障时转子电流峰值估算式以及撬棒阻值约束式;根据模糊优化机制及上述阻值约束关系,建立撬棒阻值模糊集隶属函数及模糊目标函数。针对1.5 MW双馈风电机组撬棒阻值进行模糊优化设计,并对设计结果在Matlab/Simulink平台上进行了仿真验证。仿真结果表明,撬棒阻值优化可以显著减小双馈机组低电压穿越时的定转子电流、直流母线电压及电磁转矩振荡,有效提高风电系统的安全可靠性。 | 马浩淼 高勇 杨媛 张文娟 | 2012 | 中国电机工程学报2012，32，34： | 20 |
| 13 | 含STATCOM的双馈电机风电场无功电压协调控制策略显示文摘为增强风电场并网点电压稳定性,提出了变速恒频双馈风电场与动态无功补偿装置STATCOM间的无功电压协调控制策略。电网故障导致风电并网点不同深度的电压跌落时,根据双馈风机Crowbar保护投切状态,对DFIG风电机组转子侧及网侧变流器与STATCOM进行无功功率分配,协调控制促进风电场LVRT期间风电并网点电压的快速恢复。最后,在DIg SILENT/Power Factory仿真软件中建立了风电场和STATCOM控制模型,通过仿真验证该控制策略的有效性。 | 赵晶晶 胡晓光 吕雪 符杨 | 2016 | 电工电能新技术2016，35，10： | 18 |
| 14 | 基于Crowbar保护的双馈感应发电机暂态特性与参数设计显示文摘双馈风力发电系统中,Crowbar(撬棒)仍是实现低电压穿越的常用方案之一,传统的分析方法忽略了定、转子磁链间的耦合,会带来较大的分析误差并遗漏一些暂态特性。从双馈感应发电机的数学模型出发,通过分析端口电压发生对称跌落、投入Crowbar后双馈感应发电机的暂态过程,推导出了定子磁链、定子电流、转子电流的解析表达式,并在表达式的基础上分析了各暂态量的幅值和变化规律等特性。在MATLAB/Simulink中建立了双馈感应发电机的仿真模型,结果证明了表达式的准确性。从复杂的数学表达式中抽离出Crowbar阻值与暂态特性的关系,分析了不同的Crowbar阻值对于故障期间系统的功率、电磁转矩的影响,并结合转子电流峰值计算及直流母线电压钳位效应的限制,给出了一种Crowbar电阻取值方案,该方案将有助于实际工程中选取合适的Crowbar参数。 | 熊威 邹旭东 黄清军 梁宗泽 陈鉴庆 康勇 | 2015 | 电力系统自动化2015，39，11： | 18 |
| 15 | 低电压穿越过程中DFIG型风电场同步稳定及无功电流控制方法显示文摘电网故障持续过程中,低电压穿越导则要求风电场输出规定的无功电流以支撑电网电压恢复。目前电网运营商通常规定风电场配置一定容量的静态无功补偿装置(static synchronous compensator,STATCOM)来提供无功支撑,该文对配有STATCOM的风电场进行研究。为满足低压穿越要求,风电机组和STATCOM都需采用基于锁相环的电流矢量控制方法。但是在电网严重故障时,由于锁相环与风电场电流控制之间存在动态交互,风电场输出与电网存在同步失稳的风险。该文以双馈型发电机的(doubly fed induction generator,DFIG)风电场为例,分析了风电场的同步稳定机理和条件,得出实现风电场的同步稳定必须输出一定的有功电流。而STATCOM只能输出无功,因此需DFIG的协助才能实现同步稳定;同时受功率变流器输出能力的限制,DFIG无功输出能力减弱,需STATCOM协助才能满足并网导则的无功需求。基于此,提出一种DFIG和STATCOM的协同电流控制方法,根据电网传输线路阻抗角协调控制风电场输出电流的有功、无功分量,确保风电场同步于电网运行。最后通过仿真验证了理论分析和控制方法的有效性。 | 刘璐 耿华 马少康 朱国荣 刘钟淇 | 2017 | 中国电机工程学报2017，37，15： | 17 |
| 16 | 双馈异步风力发电机低电压穿越的软撬棒控制显示文摘针对双馈异步风力发电机(double-fed induction generator,DFIG)系统低电压穿越问题,基于经典的定子磁场定向、功率解耦控制系统,提出了一种基于灭磁理论的DFIG系统软撬棒控制方法。该方法利用三步预测检测电网故障的发生,控制灭磁电流的切入切出,并根据电网故障的程度动态调整灭磁电流大小,达到电网电压骤降时,有效减小系统震荡时间,使DFIG系统不离网的同时,又能保护DFIG系统的目的。采用该方法计算灭磁电流的大小不依赖于系统模型,使DFIG系统的自适应性和鲁棒性增强。描述了电网电压骤降时带给DFIG系统的危害,理论分析了系统特性,给出了软撬棒控制的理论依据和实施方法,最后通过仿真验证了方法的有效性。 | 杨晨星 杨旭 童朝南 | 2018 | 中国电机工程学报2018，38，8： | 17 |
| 17 | 电网故障下计及撬棒保护的双馈感应发电机暂态解析修正模型显示文摘建立双馈感应发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)在电网故障时的暂态解析模型是分析风电机组低电压穿越(low voltage ride through,LVRT)能力的基础,也是提高电力系统故障计算效率的有效手段。传统解析模型中忽略了定、转子磁链间的耦合,对撬棒保护接入后DFIG的暂态理论分析带来较大的误差。该文提出了一种电网故障下计及撬棒保护的DFIG暂态解析修正模型。从DFIG的空间矢量数学模型出发,通过状态方程的特征根定义了反映定、转子磁链耦合的修正系数;利用修正系数分析了Crowbar电阻对DFIG暂态特性的影响;求解状态方程得到了DFIG暂态解析修正模型。仿真验证了修正系数分析的正确性和暂态解析模型的准确性。 | 付元欢 李银红 何璇 韩鹏 | 2017 | 中国电机工程学报2017，37，16： | 16 |
| 18 | 对称电压跌落条件下双馈风电机群馈出电流与线路电流保护的交互影响显示文摘随着风电机组低电压穿越能力的加强和风电场规模的扩大,风机提供的短路电流变得不可忽视,对现有的风电场保护配置形成了挑战。首先介绍了大量含有双馈异步风电机组的酒泉风电场结构及保护配置,理论推导并仿真研究了单一风机对称电压跌落条件下定子电流的时频域特征,进而针对保护能够感受到的工频交流分量,研究不同风机侧及网侧参数条件下的风电集群馈出电流与集电线路电流保护的交互影响,并指出保护可能存在的误动风险。研究结果表明,中压集电线路故障可能引发邻近线路电流保护的误动,而合理的Crowbar电阻阻值及风电场资源配置可降低其误动风险。加装方向元件可在上述参数无法形成有效配合时避免电流保护误动,从而能够增强风电场的故障穿越能力。 | 童宁 林湘宁 李正天 张锐 | 2014 | 中国电机工程学报2014，34，22： | 15 |
| 19 | PI控制参数对双馈风电机组短路电流特性的影响分析显示文摘在机端电压跌落程度不深的情况下,双馈风电机组(DFIG)不投入撬棒,而是通过改变转子侧控制策略的方法抑制转子侧过电流,此时定子短路电流中会产生衰减暂态电流分量,而DFIG控制系统的PI参数是影响该衰减暂态电流分量的主要因素。以机端发生对称故障的情况为例,针对机端电压跌落程度不深时撬棒保护未投入的情况,推导了DFIG短路电流的表达式,从理论上分析了PI参数对其短路电流特性的影响,并且辅以PSCAD仿真验证分析了在机端电压跌落轻微的情况下DFIG的短路电流特性。 | 郑涛 魏旭辉 李娟 李菁 王燕萍 杨国生 王增平 李霞 | 2016 | 电力自动化设备2016，36，7： | 12 |
| 20 | 基于双馈风电场低电压穿越的高温超导故障限流器建模及其参数优化显示文摘针对电网故障下的双馈风力发电机组(Doubly-Fed Induction Generations,DFIG)的低电压穿越问题,提出装设电阻型高温超导故障限流器(High Temperature Superconducting Fault Current limiter,HTS-FCL)的低电压穿越保护策略。基于HTS-FCL的电特性与温度特性,采用热电类比法建立了详细的HTS-FCL仿真模型。基于DFIG的暂态模型,推导了电网故障下的DFIG暂态响应,分析了HTS-FCL保护投入后其参数对DFIG暂态响应的影响,采用模糊优化与粒子群算法相结合的方法优化了HTS-FCL的主要参数。仿真结果表明,HTS-FCL参数优化结果有较好的适用性,所提策略能够实现电网严重故障下的DFIG低电压穿越。 | 宋文峰 王倩 李亚楠 王昕钰 周士琼 | 2019 | 电力系统保护与控制2019，47，18： | 12 |
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