含双馈风机的网孔并联回路暂态故障电流叠加及衰减特性分析

陈达伟; 黎灿兵; 刘健哲; 杨函煜

doi:10.7500/AEPS20241206004

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含双馈风机的网孔并联回路暂态故障电流叠加及衰减特性分析

学术研究 | 更新时间：2025-09-25

- 含双馈风机的网孔并联回路暂态故障电流叠加及衰减特性分析
- Analysis of Transient Fault Current Superstition and Decay Characteristics in Meshed Parallel Circuits with Doubly-fed Wind Turbine
- 电力系统自动化 2025年49卷第18期页码：117-126
- 作者机构：
  
  1.电力传输与功率变换控制教育部重点实验室（上海交通大学），上海市 200240
  2.南京工业大学电气工程与控制科学学院，江苏省南京市 211816
- 作者简介：
  
  陈达伟(1995—)，男，博士研究生，主要研究方向：新能源并网暂态分析与计算。E-mail：daweichen@sjtu.edu.cn
  黎灿兵(1979—)，男，通信作者，教授，博士生导师，主要研究方向：电力系统分析与控制研究。E-mail：licanbing@ sjtu.edu.cn
  刘健哲(1995—)，男，博士研究生，主要研究方向：新能源并网暂态分析与计算。E-mail：daweichen@sjtu.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(U2166207)
- DOI：10.7500/AEPS20241206004
  中图分类号：
- 收稿日期：2024-12-06，
  
  修回日期：2025-04-21，
  
  网络出版日期：2025-06-13，
  
  纸质出版日期：2025-09-25
- 稿件说明：
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陈达伟,黎灿兵,刘健哲等.含双馈风机的网孔并联回路暂态故障电流叠加及衰减特性分析[J].电力系统自动化,2025,49(18):117-126.

CHEN Dawei,LI Canbing,LIU Jianzhe,et al.Analysis of Transient Fault Current Superstition and Decay Characteristics in Meshed Parallel Circuits with Doubly-fed Wind Turbine[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(18):117-126.
陈达伟,黎灿兵,刘健哲等.含双馈风机的网孔并联回路暂态故障电流叠加及衰减特性分析[J].电力系统自动化,2025,49(18):117-126. DOI： 10.7500/AEPS20241206004.

CHEN Dawei,LI Canbing,LIU Jianzhe,et al.Analysis of Transient Fault Current Superstition and Decay Characteristics in Meshed Parallel Circuits with Doubly-fed Wind Turbine[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(18):117-126. DOI： 10.7500/AEPS20241206004.

摘要

系统故障时，双馈风机与电网形成网孔并联回路，共同向故障点馈入电流。现有方法针对强电网情况，将外部电网简化为理想电压源，以阶跃信号表示系统故障电压。然而，在并网点短路容量比较低的情况下，风电馈入电流影响系统故障电压，忽略电网特征导致暂态短路电流计算不准。针对上述问题，提出含双馈风机的网孔并联回路暂态短路电流计算方法。通过分析定转子磁链暂态响应，推导了表征稳态、暂态直流及暂态交流磁链分量的等效电感，将其与对应故障电压源等效电路联立，可快速求解各电流分量幅值和时间常数。仿真结果表明，忽略外部电网丢失电网回路时间常数会导致误差增加；采用所提方法在不同故障距离、电网阻抗比下得到的峰值电流误差均小于3%，优于现有方法。

Abstract

During system faults

the doubly-fed wind turbine and the power grid form a meshed parallel circuit

jointly feeding current to the fault point. The existing methods simplify the external power grid as an ideal voltage source at strong power grid situations

and represent the system fault voltage with step signals. However

when the short-circuit capacity at the tie point is relatively low

the input current of wind power affects the fault voltage of the system

and ignoring the characteristics of the power grid leads to the inaccurate calculation of transient short-circuit current. To address the above issues

a calculation method for transient short-circuit current in the meshed parallel circuit with doubly-fed wind turbines is proposed. By analyzing the transient response of the stator and rotor flux linkage

equivalent inductances representing the steady-state

transient DC and transient AC flux components are derived. These inductances are combined with the equivalent circuit of the corresponding fault voltage source

enabling rapid calculation of current component amplitudes and time constants. Simulation results demonstrate that neglecting the external grid leads to an omission of the grid-side circuit time constant

increasing calculation errors. The proposed method achieves a peak current error of less than 3% under varying fault distances and grid impedance ratio

which is superior to existing methods.

关键词

Keywords

references

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