●序
前言
第 1章風電繫統電磁暫態模型 1
1.1 風電機組數學模型 1
1.1.1 雙饋風電機組 1
1.1.2 直驅風電機組 12
1.2 面向繼電保護分析的風電機組簡化建模方法 14
1.2.1 簡化建模的必要性 14
1.2.2 基於等效受控源的雙饋風機簡化建模方法 16
1.2.3 保留受控特性和能量平衡的直驅風機簡化建模方法 32
1.2.4 基於試驗擬合的直驅風機簡化建模方法 41
1.3 單機-機群等值建模的可行性分析 50
1.3.1 風機地理位置分布特性影響分析 50
1.3.2 風速分布特性影響分析 53
1.3.3 仿真驗證 54
1.4 本章小結 61
參考文獻 62
第2章面向繼電保護的風電繫統故障特征分析63
2.1風機的特征63
2.2雙饋風電機組故障特征64
2.2.1 短路電流特征 64
2.2.2 序阻抗特征 65
2.3直驅風電機組故障特征66
2.3.1 適用於短路電流分析的直驅風機簡化模型 66
2.3.2 短路電流的迭代求解方法 67
2.3.3 短路電流時域表達式推導 79
2.3.4 序阻抗特征 97
2.4風電場故障特征 98
2.4.1 弱饋特征 99
2.4.2 頻率特征 100
2.4.3 序阻抗特征 100
2.5 現場故障錄波數據驗證 103
2.6 本章小結 107
參考文獻 108
第 3章風電接入繫統繼電保護基本理論 110
3.1 保護適應性分析的基本方法 110
3.2 參數識別繼電保護基本原理 111
3.2.1 線性網絡參數識別的基本思想 111
3.2.2 RLC網絡頻域法參數識別 112
3.2.3 RLC網絡時域法參數識別 113
3.2.4 基於參數識別的繼電保護 114
3.3模型識別繼電保護基本原理 115
3.3.1 故障模型的定義 115
3.3.2 模型誤差的表征 119
3.3.3 模型誤差分析 122
3.4 本章小結 126
參考文獻 126
第4章故件 127
4.1序分件適應性分析 127
4.1.1 基本原理 127
4.1.2適應性分析 134
4.1.3仿真及錄波數據驗證 137
4.2相電流差突變件適應性分析 141
4.2.1 基本原理 141
4.2.2 適應性分析 144
4.2.3 仿真及錄波數據驗證 148
4.3適用於風電接入繫統的選相原理 150
4.3.1相電壓暫態特征分析 150
4.3.2基於時域相電壓暫態量的選相判據 155
4.3.3仿真及錄波數據驗證 158
4.4本章小結 161
參考文獻 162
第 5章 故件 163
5.1基於序故障分量件 163
5.1.1基本原理 163
5.1.2適應性分析 164
5.1.3仿真及錄波數據驗證 165
5.2基於相電氣量故障分量件 167
5.2.1基本原理 167
5.2.2適應性分析 170
5.2.3仿真及錄波數據驗證 172
5.3基於時域模型識別件 175
5.3.1正反向故障模型 175
5.3.2基於時域全量模型識別的方向判據 177
5.3.3仿真及故障錄波數據驗證 178
5.4本章小結 183
參考文獻 183
第 6章距離保護 184
6.1距離保護的基本原理 184
6.2距離保護的適應性 185
6.3本章小結 190
參考文獻 190
第 7章縱聯保護 191
7.1縱聯保護適應性 191
7.1.1 工頻電流差動保護 191
7.1.2 工頻電流突變量差動保護 196
7.1.3 縱聯距離保護 201
7.1.4 縱聯方向保護 202
7.2基於時域模型識別的縱聯保護 202
7.2.1 輸電線路區內外故障時域模型 203
7.2.2 保護判據 204
7.2.3 保護算法性能分析 205
7.2.4 仿真驗證 206
7.3本章小結 211
參考文獻 212
第 8章風電場內保護 213
8.1集電線繫統的拓撲結構 213
8.2集電線單相接地故障保護 215
8.2.1 中性點接地方式 216
8.2.2 基於參數識別的中性點經消弧線圈接地風電場單相接地選線方法 225
8.3集電線相間故障保護 234
8.3.1 現有風電場內相間保護的配置 234
8.3.2 現有保護的性能分析 235
8.3.3 相間故障保護配合新方法 238
8.4基於導納參數識別的風電場集電母線保護 245
8.4.1 基本原理 245
8.4.2 保護判據 247
8.4.3 仿真驗證 248
8.5本章小結 251
參考文獻 252

隨著風電接入繫統的容量逐年增大，其對電網安全穩定運行的影響已不容忽視。由於風機自身有別於傳統同步機的電路拓撲和控制方式，風電接入繫統對擾動的響應特征也異於常規繫統。現有的繼電保護原理基於常規繫統故障特征構建，已不能接近適用於風電接入繫統，因此有必要研究更加具有針對性的保護新原理。本書旨在繫統性地介紹風電接入繫統的繼電保護問題，全書包含8章，第1章分析直驅風電機組和雙饋風電機組的電磁暫態建模；第2章介紹風電接入繫統的故障特征；第3章闡述適用於風電接入繫統繼電保護的基本理論；第4～7章分別介紹現有故件、故件及距離保護和縱聯保護在風電接入繫統中的適應性及新原理；第8章介紹風電場內的保護問題。