含感應(yīng)發(fā)電機(jī)的配電網(wǎng)短路計(jì)算方法研究.pdf

1、本論文受?chē)?guó)家自然科學(xué)基金（51277184）和輸配電裝備及系統(tǒng)安全與新技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自主研究項(xiàng)目（2007DA10512709209）資助。
　　采用分布式發(fā)電(Distributed Generation，DG)并網(wǎng)運(yùn)行是解決目前電力供應(yīng)緊張及環(huán)境問(wèn)題的有效措施。鼠籠式感應(yīng)發(fā)電機(jī)(Induction Generator，IG)具有投資小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)，在分布式發(fā)電中應(yīng)用廣泛。對(duì)IG的短路電流計(jì)算一般采用與感應(yīng)

2、電動(dòng)機(jī)相似的電壓源等值法，無(wú)法計(jì)及IG的電磁暫態(tài)特性，計(jì)算的短路電流誤差較大。配電網(wǎng)發(fā)生短路故障時(shí)與其直接相連的IGs將向網(wǎng)絡(luò)提供短路電流，當(dāng)接入容量超過(guò)一定的比例后，IG提供的短路電流將對(duì)配電網(wǎng)保護(hù)和重合閘動(dòng)作產(chǎn)生影響；同時(shí)，對(duì)IG的短路沖擊電流以及其他極限電氣參量進(jìn)行計(jì)算也能夠?yàn)镮G的合理設(shè)計(jì)及可靠運(yùn)行提供指導(dǎo)。因此，對(duì)配電網(wǎng)發(fā)生短路故障時(shí)多臺(tái)IGs的短路電流水平進(jìn)行精確計(jì)算及準(zhǔn)確評(píng)估IG的三相短路電流峰值對(duì)配電網(wǎng)規(guī)劃、保護(hù)整定以及

3、IG的合理設(shè)計(jì)具有重要意義。本文的主要內(nèi)容如下：
　　①分析配電網(wǎng)故障時(shí)不同短路容量比下的故障響應(yīng)特性，建立基于端電壓的IG序分量動(dòng)態(tài)電流源模型。該模型以IG定子不對(duì)稱(chēng)短路電流空間矢量表達(dá)式為基礎(chǔ)，利用IG短路電流序分量與其端電壓之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，揭示配電網(wǎng)故障過(guò)程中IG短路電流序分量與配電網(wǎng)序網(wǎng)絡(luò)的交互作用：故障期間IG短路電流序分量的注入將改變電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓的分布，隨著電流的變化IG機(jī)端電壓也將發(fā)生變化，同時(shí)又將影響IG短路電流輸

4、出，由此出現(xiàn)交互耦合關(guān)系。
　?、卺槍?duì)IG短路電流序分量及相分量計(jì)算，提出含多臺(tái)IGs的配電網(wǎng)的短路電流計(jì)算對(duì)稱(chēng)分量迭代算法。該算法以對(duì)稱(chēng)分量法為基礎(chǔ)，采用計(jì)及IG短路電流序分量注入的故障點(diǎn)復(fù)合序網(wǎng)，推導(dǎo)計(jì)及負(fù)序電壓的故障點(diǎn)短路電流序分量的計(jì)算公式；根據(jù)磁鏈?zhǔn)睾愣ɡ硇纬啥搪冯娏鞒跏贾涤?jì)算方法，利用IG短路電流序分量變化規(guī)律推導(dǎo)其半波電流有效值的計(jì)算公式；基于IG動(dòng)態(tài)電流源模型，形成計(jì)及IG與配電網(wǎng)交互作用的短路電流序分量迭代計(jì)算原

5、理；適用于含多臺(tái)IGs的配電網(wǎng)短路電流計(jì)算。
　?、刍贗G定子三相短路電流時(shí)域表達(dá)式，提出IG接入配電網(wǎng)的三相短路電流峰值評(píng)估方法。該方法分析比較配電網(wǎng)近端及遠(yuǎn)端短路情況下IG的轉(zhuǎn)速變化對(duì)其短路電流周期分量及直流分量的影響情況；利用IG靜態(tài)等值電路計(jì)算其電磁轉(zhuǎn)矩；基于IG轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程形成IG轉(zhuǎn)速計(jì)算方法；并根據(jù)轉(zhuǎn)速變化規(guī)律確定三相短路電流峰值出現(xiàn)時(shí)刻。
　?、茉赑SCAD/EMTDC軟件平臺(tái)上分別建立多臺(tái)及單臺(tái)IG接入配電