新能源电力系统国家重点实验室（华北电力大学）的研究人员尹俊、毕天姝等，在2015年第23期《电工技术学报》上撰文指出，近些年来双馈风机并网容量不断增加，且现有双馈风机普遍具备了低电压穿越能力，在故障期间低电压穿越控制策略将对双馈风机的短路电流特性造成很大的影响，而不精确的短路电流计算将会影响故障分析的结果，进而使保护动作特性的评估产生误差。
针对上述问题，基于变流器的输入-输出外特性等值了变流器的数学模型，进一步给出了考虑控制策略的双馈风机故障期间暂态模型，分析了低电压穿越控制策略对短路电流的影响机理，最终，建立了双馈风机短路电流计算的等值模型。
采用RTDS建立含双馈机实际控制器的物理实验平台，验证了所提出的等值模型具有较高的准确性。
并在此基础上对含双馈风机接入的电网故障分析方法进行了探讨与分析。
研究结果为进一步分析双馈风机接入对保护动作特性的影响奠定了基础。
近些年来世界风电发展迅猛，自2010年中国已经成为风电装机容量最多的国家，尤其是内蒙古、甘肃、吉林等地区风电发展很快。
双馈风电机组由于具有运行风速范围广、有功和无功可独立解耦控制等优势被风电场作为主要的机型广泛使用，但随着双馈风机(Doubly-Fed Induction Generator, DFIG)并网容量的增加，其短路电流对保护的影响不能再忽略不计[1,2]。
不精确的短路电流特性会影响故障分析的结果，进而使保护动作特性的评估产生误差。
因此，有必要深入研究双馈风机短路电流特性，并对风电场接入后的电网故障分析方法进行研究。
目前已有文献针对双馈风机短路电流计算进行了研究，文献[3-5]针对故障发生后转子Crowbar保护投入的情况，将双馈风机等效为异步发电机，给出了机端三相金属性短路、空载情况下双馈风机短路电流的计算公式。
但上述研究只考虑了故障后Crowbar投入、转子变流器闭锁的情况，当系统需要双馈风机输出无功电流为电压提供支撑时，受低电压穿越控制策略的影响，转子侧变流器需为DFIG提供持续励磁，此时，双馈风机转子变流器不再闭锁。
目前也有文献考虑了双馈风机转子变流器不闭锁的情况。
文献[6]考虑Crowbar投入、不投入等情况，仿真验证了不同控制下，双馈风机短路电流的“多态性”，指出了转子变流器不闭锁持续励磁时会有稳态的故障电流；文献[7，8]在机端电压跌落程度不严重的情况下，假设故障前后转子励磁电流恒定，给出了短路电流的解析式，文献[9]分析了双馈风机故障暂态过程对转子变流器控制的影响，给出了短路电流的解析解。
但上述研究都是认为故障前后转子变流器励磁电流不变，而我国风电并网标准GB/T19963-2011《风电场接入电力系统技术规定》要求，在故障期间风机需要通过低电压穿越控制策略调整转子励磁电流参考值，优先输出无功为系统电压提供支撑[10]。
为满足并网标准的要求，转子变流器励磁需根据电压跌落程度对励磁进行调节，会使故障前后转子变流器励磁电流发生变化，这将影响输出的短路电流特性。
此外，考虑到DFIG的故障特性与传统同步发电机存在较大的差异。
传统分析方法中，认为同步发电机在故障前后内电势不变，而故障期间低电压穿越控制策略调整了DFIG的励磁电流，使得励磁产生的内电势发生变化[11,12]。
因此，传统的基于同步发电机的故障分析方法不再满足DFIG接入后电网故障分析的要求，需要提出适用于DFIG接入的电网故障分析方法。
本文首先根据变流器的输入-输出外特性等值变流器的数学模型，在此基础上提出计及控制策略的双馈风机暂态模型；进一步分析低电压穿越控制策略对短路电流的影响机理，给出短路电流的变化规律，建立短路电流的计算模型。
其次，采用RTDS建立含双馈机实际控制器的物理实验平台，验证所提出的短路电流有效值计算方法的准确性。
最后，在分析双馈风机等效电势特性的基础上，提出适用于DFIG接入的电网故障分析方法。
图1 双馈风电机故障后等值电路结论针对双馈风电机组短路电流计算未计及低电压穿越控制策略影响这一问题。
本文分析了低电压穿越控制策略对短路电流的影响机理，建立了计及低电压穿越控制策略的双馈风机短路计算模型，并在此基础上对含DFIG接入的电网故障分析方法进行了探讨与分析。
基于RTDS的实验平台测试结果表明：1）分析了低电压穿越控制策略对励磁的影响机理，针对转子侧变流器不闭锁、双馈风机输出无功电流的情况，建立了计及控制策略影响的双馈机暂态模型，准确的描述了双馈风机的暂态过程。
2）考虑了我国风电并网标准的要求，准确的分析了控制策略对的双馈风机短路电流的影响机理。
3）针对故障稳态时双馈风机等效电势的特性，提出了适用于DFIG接入的电网故障分析方法，准确计算了DFIG接入后的电网在对称、不对称故障下各支路中的短路电流。
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