风力发电系统短路故障特征分析及对保护的影响论文_裴杰春 张素明

风力发电系统短路故障特征分析及对保护的影响论文_裴杰春 张素明

摘要:随着社会的发展,人类对能源的需求日益增加,大力开发可再生能源已成为当今和未来能源的发展趋势。为了解决能源危机、环境污染等问题,风能、生物质能、太阳能等可再生新能源的研究开发已成当前人类十分迫切的需求。其中,风能是清洁、环保、可再生的能量来源么一,与传统能源相比,风力发电具有装机容量増长空间大,成本下降快,没有燃料价格风险,没有巧染物和碳排放等优点。与其他可再生能源如太阳能、潮歡能、生物质能相比,风能具有产业基础最好和经济优势最为明显的优势W,并且可利用的风能在全球范围内分布十分广泛,因此风力发电在世界各国得到飞速发展,逐渐成为目前各国亟待解决的重要

问题之一。

关键词:风力发电;短路故障;特征分析;影响

一、风电系统结构及模型组建

在双馈风力发电结构组建和运行过程中,发电机组定子、转子和电网能保持稳定连接,在连接过程中会产生能量传递。此类结构组成过程中主要是应用了变速恒频技术,实际调速范围较大,能对风能实现有效利用。双馈发电机由不同部分构成,其中更主要有风力机、齿轮箱、控制结构、变流器等。在不同故障状态下要对永磁直驱同步风力发电机故障进行判定,技术人员可以应用仿真软PSCAD组建风力发电系统基本模型,实际构成模型较多,例如风速测定模型、发电机结构模型、风力机模型等。在全功率控制电路连接基础上能将发电机与电网进行连接,在完整的电路中主要是由镇流器、逆变器、直流电路等部分构成。通关对直驱式永磁同步点击和系统不交换无功进行设定,使其在单位功率因数状态运行。

二、智能建筑电气设计

2.1智能建筑电气设计的内涵

智能建筑电气与传统的建筑电气主要是在技术上的差别,通过更为科学的设计,使其智能化。电气设计里的强电应该和弱电相结合。普通的电气设计中,对照明、配电等方面的设计都是强电设计,这些都是建筑设计中的重点,是对整个建筑在用电方面的安全保证,虽然设计中也需要注意环保节能,但是更重要的是注重建筑用电安全。而所谓的智能化主要是在弱电设计中的体现,有关弱电方面的设计极为繁琐杂乱,其随着环境的变化而有差别,不过,除了一些建筑单位有特别要求,一般情况下仍然依据建筑种类遵循规范来设计。因此,弱电的板块才是智能建筑电气设计的重点。

2.2智能建筑电气设计的要点

智能建筑电气设计在技术过硬、质量优先的情况下,应该注意经济方面的节约。在电气设计时,应运用新型的科技在智能建筑的实际水平下进行设计。需要确保设计安全有保障,并运用达标的产品,通过新的设计理念和技术对设计进行简化,以此达到缩减造价,降低成本的目的。不论是传统的电气设计还是智能建筑电气设计,对质量的要求都是很高的。在设计、施工的任何环节,都需要确保与图纸一致,避免细节上出现出入。另外,任何环节都应注意质量的保证,运用合格的施工产品,以保证质量达标。所谓智能建筑,就是有智能性的要求,其运用的设备都较为复杂但功能性全。不同的设备在属性上有所差别,但都有一定的漏洞。如果都选择使用最新型的电气技术,设计、施工都会遇到很多困难。另外,造价成本也会有所上升,不仅是资源的浪费也无法达到最初目的。在进行智能建筑电气设计时,需依据实情,选取合适的产品设备,运用合理的技术使其功能发挥最优化。

三、风电场故障电流特性对集电线路保护的影响

风机不同于传统的同步电机,导致风电场呈现"多态性"的故障特性,对风电场继电保护的影响是:

3.1风电场集电线路发生深度故障时,集电线路所接风机的保护动作,促使

风电场侧短路电流减小,且最大值与禱棒保护电阻有关。可能造成传统I段拒动,不可靠动作。

3.2风电场集电线路发生轻度故障时,Crowbar保护未动作,定子短路电流因双馈电机RSC和GSC的调节性能优劣,有持续时间长短不同的暂态分量和頓值较大的稳态分量,这些因素可能造成传统II、段拒动或误动。

3.3风电场容量相对于系统很小,呈现弱馈特性,集电线路发生接地故障时,风电场侧故障电流零序分量占的比例远大于正负序电流分量,导致基于工频相量算法的传统腿离保护不准确动作。

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3.4风电场集电线路发生短路故障时,可能导致相邻非故障集电线路所接所部风机动作,反方向大短路将流过本集电线路保护,引起保护误动。

四、智能建筑电气设计的措施

4.1对系统的综合布线

对于智能建筑而言,其综合布线非常重要,是关键所在。综合布线就是进行数据的传送和与各种终端进行关联。在进行智能建筑电气设计时,在考虑经济性的前提下使弱电的各种线路合理有序的安排,应该要了解不同线路的不同走向,即使垂直走向还是水平走向。设计中,垂直走向的布线比水平的要难一些,需要考虑的东西也多一些,所以在设计时要考虑全面,在层面上留出空间,给垂直走向腾出位置。

4.2层高设计

当代的建筑中,层数越变越多。电气设计时,需要考虑到高层的用电问题。在布置管线时,智能建筑要多于之前的普通建筑,因为其功能性齐全。新增了一些桥架和数据线,这些都需要一定的空间来布置安放,所以相对应的,层高较之前的传统建筑高。而设计中,要避免高层线路中各线路的互相影响。

4.3合理安设接线插座

当前的智能建筑里,有多种安设接线插座的方法。对于住宅楼而言,安置表面插座更为合适,而对于需要进行内墙重置的办公楼却并不适用。而对于空间较大的智能建筑,暖气罩和线路结合的方法比较好,这时插座会被安置在暖气罩的周围。还有一种安设方法就是配电系统墙,这是稳定不变的墙,是为配电设施而布置出来的一部分墙,能使配电设施的安放问题得以解决。

4.4墙面和天花板

在智能建筑的墙面和天花板的设计中,要考虑到水平线路安放的问题,也不能影响原有的平整性。我国现有的智能建筑的电气设计里,有预埋线、架空和专制地毯配线这三个方法。地面的水平线路安置要考虑到地面的实际特征。而天花板的线路设计,不仅有灯具、空调,还要考虑到别的线路,要设计的合理整齐。

五、短路故障特征分析

针对风电场集电线路保护,目前仅在升压变电站侧配置两段式电流或距离保护,有的还配置零序保护,存在的问题如下:

5.1电流保护误动或拒动

集电线路发生不同程度故睹时,受风机控制策略、控制器性能能优劣、攝棒阻值等因素影响,传统的电流保护有误动和拒动的可能。

5.2距离保护存在选择性问题

风电场的弱电源特性,导致风电场侧短路电流正负序分量所占比例远小于零序分量,传统距离保护不正确动作,选择性差;同时,由于集电线路长度各不相同,线路距离保护和过电流保护的整定值不容易配合,容易出现选择性问题。

5.3接地故障灵敏性问题

风电场集电线路采用经电阻或消弧线圈接地,发生接地故障时,过渡电阻会对距离保护产生严重影晌,易引起保护拒动或误动情况发生。综上分析可知,风电场集电线路保护存在较为严重的问题,需要开发新型继电保护方案,使集电线路发生的故障能够被快速正确切除,保证风电场正常运行。

结束语:

在进行智能建筑电气设计时,安全始终是第一位的。设计人员需要在不违法规章制度的前提下,结合各个工程的自身特殊性,进行合理设计。总之,智能建筑电气设计还存在很多问题,有待相关人员进行探讨解决,来推动我国智能建筑的发展。

参考文献:

[1]王志峰.浅析智能建筑电气设计中常见的问题分析[J].中华民居(下旬刊),2018(12):63,65.

[2]张伟.浅谈智能建筑电气安装工程常见问题分析与解决措施[J].科技资讯,2018(25):75~76.

[3]王文艳.谈智能建筑中电气设计的常见问题[J].工程建设与设计,2018(11):80~82.

论文作者:裴杰春 张素明

论文发表刊物:《中国电业》2019年 22期

论文发表时间:2020/4/15

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