直驱永磁同步风力发电机空载短路分析
风力发电系统短路故障特征分析及对保护的影响
风力发电系统短路故障特征分析及对保护的影响摘要：“双碳”战略目标背景下，我国对于可再生清洁能源的使用愈发重视，风力发电逐渐成为主流供电方式。
与火力发电、核发电相比，风力发电更加清洁、健康，在为社会提供优质电能的同时，能够维护环境健康，促进生态的可持续发展。
但由于风力发电机组结构十分复杂，再加上叶片长时间受外力作用，因此很容易出现各种故障，降低了风力发电的安全性和稳定性。
因此，如何对风力发电机组的故障进行有效诊断并精准预测，是当前风力发电行业需要研究的重点问题。
关键词：风力发电系统；短路故障特征；保护1风力发电与风力发电机组发展现状近年来，各国对新能源产业的呼声越来越大，并着力发展太阳能、风能等。
截止到2021年，全球资源中风能约为2.74×109MW，其中约为73%为可利用风能，其利用率相比水能具有超过十倍的优越性。
我国地域广阔，具有极为良好的风能开发条件，据初步统计，我国陆地可开发风能超过2.53千瓦，海上可开发风能为7.5亿千瓦，按照五十米范围推算，总风能可达到20亿千瓦，可利用风能可达到14.6亿千瓦，风能可开发总量仅次于俄罗斯与美国。
风能作为新能源的一种，不仅具有良好的开发机制，还兼备宝贵的清洁属性，与太阳能同属于新能源的核心种类。
随着我国科学技术水平的持续提升，风力发电设备装机容量持续加大，在技术水平的进一步提升下，风能开发成本将进一步压缩，并且将实现大规模普及。
2风力发电机状态监测和故障诊断技术研究2.1齿轮箱状态监测和故障诊断技术齿轮传动系统是风电机组主轴和机组之间的重要环节，其内部结构和受力状态十分复杂，是风电机组在长时间运行过程中极易出现故障的部位之一。
风力机的齿轮传动系统一旦出现故障，将直接导致风电机组的失效，并给风电机组带来重大的电力损失。
所以，对齿轮传动系统进行状态监控和故障诊断是非常有必要的。
齿轮传动中经常发生的故障有：打滑，齿面疲劳，轴承表面菠萝形，轴承裂纹，点蚀，齿轮断裂等。
直驱永磁风力发电机短路退磁分析
中图分类号 ： Ｔ Ｍ３ １ ３ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ８ － ７ ２ ８ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６ － ０ ０ ０ １ － ０ ４
ｊ ｏ ｉ ｎ ｔ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗａ ｓ ｃ ａ ｒ ｒ ｉ ｅ ｄ ｏ ｕ ｔ ．Ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｍａ ｉ ｎ ｌ ｙ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ
摘 要 以一 台 ３ ＭＷ 直驱永磁风 力发 电机 为例 ， 建立有限元分析模型和 外电路模型 ， 并进行
联合仿真计算 。重点研 究了短路 运行过程 中永磁体 的退磁 情况 ， 通过 磁链分析 和有 限元计算 ， 寻 找到了永磁发 电机 的最 大退 磁风险发生的时刻和在永磁体上 的位置 ， 分析 了分数槽绕 组电枢反应 对永磁体 的影 响特 点 ， 从而便于指导永磁发 电机设计 时防退 磁措 施研究。 关键 词 永磁 发电机 ； 分数槽 ； 短路 ； 退磁
全应用， 推动永磁电机的设计发展。
１ 电枢 反 应 退 磁 原 理
永磁 体 的退磁 主要包 括 可逆退 磁和 不可 逆 退 磁 。可逆 退 磁 不可 避 免 ， 但是， 若 作 ， 但是研究的对象大多集中在 功
率 等级 较小 的 永 磁 电机 中 ， 对 于 大 功 率 的 永 磁 同 步 发 电机 例 如 ＭＷ 级 电 机 的 退 磁 分 析 研 究 较 少 ； 国内在 永 磁 电机 的设计 过 程 中 ， 对 于 永 磁 电机 的退磁 风 险 校核 ， 大 部分 还 停 留在 用 等 效 磁
风力发电系统短路故障特征分析及对保护措施
风力发电系统短路故障特征分析及对保护措施社会与经济的快速发展离不开资源的提供，而资源并不是取之不尽用之不竭的，因此对可再生能源的开发和利用问题逐渐成为了社会重点关注和研究的核心。
风能是大自然赐予的可再生性资源，因为其的清洁和环保，因此被广泛的应用于世界各个领域。
其中风力发电技术更是得到了非常多的应用。
而在风力发电中有两个比较重要的系统，就是双馈异步风力发电系统和直驱同步风力发电系统。
本文就将通过对这两种发电系统的介绍，来进行对风力发电系统短路故障特征的分析，从而提出保护措施。
标签：风力发电；系统故障；短路；故障分析；保护措施引言：目前，世界上对于能源与环境问题的关注程度越来越高，正是在这种背景下，越来越多的对环境没有影响，对资源不够成浪费并且提供能源的方式被广泛的认同、接受、以及推行。
这其中就包括风能和水能，这两种能量的提供方式由于环保及提供能源较大、较快，因此备受青睐。
风能发电随着科学技术的进步也在逐渐的完善和发展，使风电场的装机容量越来越大，这有好的影响也存在不利问题，如果风电场中出现故障，就会对继电保护造成严重影响。
因此对于该问题的研究在安全性上至关重要。
一、风电系统结构及模型建立在风力发电中，能根据风能从而实现动能转化的设备很多，直驱式永磁同步风力发电机组就是其中的一种，这种发电系统具有很多方面的优势，其同步转速较低，结构简洁，没有齿轮箱，并且在能量转化方面，有着很特殊的优势，并且能够最大程度上的适应电网波动，同时在功率控制上也极为灵活，這在很大程度上提高的运行的效率和可靠性，因此已经成为目前主流的风力发电技术。
并且随着科学技术的不断提高，对直驱式永磁同步风电机组的研究也是逐渐深入。
目前，主要的研究方向为换流器的控制特性对发生故障时的故障特征的影响。
双馈异步风力发电系统是随着电力电技术和计算机控制技术的快速发展，交流励磁双馈发电机变速恒频发电系统越来越多的得到了应用，并且由理论到实践取得了一定的成果，提高了电力系统的稳定性和可靠性。
同步发电机空载下定子突然三相短路的物理过程及短路电流的实用分析
电力技术Electric power technology■ 杨梦艺张文慧周雪芳梁美玲同步发电机空载下定子突然三相短路的物理过程及短路电流的实用分析电力系统中的三大计算包括潮流计算、短路计算和稳定计算。
短路分析与计算是电力系统中极为重要的部分。
超导体是指在某一温度下，电阻为零的导体。
零电阻和抗磁性是超导体的两个重要特性。
如果导体没有电阻，会导致电流在经过超导体时不会出现热损耗，这样电流会在导线中形成非常强大的电流，由此会产生超强磁场。
超导体闭合回路磁链守恒原理，没有电阻的闭合线圈的磁链永远等于突然短路，一开始时它所交链的磁链Ψo没有电阻的闭合回路又称为超导体闭合回路。
超导体闭合回路会始终保持着原来的磁链不变，这就是超导体闭合回路磁链守恒定则。
如果这时外部有磁链企图与该超导体线圈相链，那么，线圈中就要产生一个电流分量，该电流分量产生的磁链始终与外来磁链的大小相等、方向相反，以使链着线圈的总磁链保持不变。
外磁场变化产生的感应电动势、自感电动势、回路磁链性质说明对于在磁场中的超导体回路，无论交链回路的外磁场如何变化，任何瞬间的总磁链等于变化前瞬间的磁链值 ——超导磁链守恒电枢电流产生的磁场对主磁极磁场的影响就是电枢反应。
考虑到凸极电机气隙的不均匀性，把电枢反应分成直轴和交轴电枢反应分别来处理，然后进行叠加的方法，就称为双反应理论。
1安培环路定律1.1空载情况下的三相短路的电流波形（电流实测波形）1.1.1分析：转子有励磁，定子绕组空载情况下：定子转子中都有交流分量和直流分量。
定子中的直流分量是逐渐衰减的，以两个时间常数Td′（大）、Td′′（小），转子中的交流分量是逐渐衰减的。
三相短路电流的直流分量大小不等，但衰减规律相同，均按指数规律衰减，衰减时间常数为Ta；由定子回路的电阻和等值电感决定，大约在0.2s。
1.1.2对实测的定子电流进行分析——交流分量按指数规律衰减包含两个衰减时间常数次暂态过程→暂态过程→稳态。
直驱式永磁同步风力发电机轴电流问题分析
直驱式永磁同步风力发电机轴电流问题分析刘瑞芳;孟延停;任雪娇;王芹芹【摘要】直驱式永磁同步发电机是目前风力发电系统中广泛采用的形式之一.由于它需通过变流器向电网供电,变流器产生的高频共模电压经过电机的杂散电容耦合会引起轴电压,继而产生轴电流,会导致轴承产生早期失效,因此有必要对轴电流进行准确的预测并开展轴电流抑制方法研究.本文针对一台2.1 MW直驱永磁同步发电机基于电磁场数值计算获取了电机内杂散电容参数,并提出了等效三导体模型来简化等效电路.对轴承分压比进行了灵敏度分析,并据此讨论了轴电流的抑制措施.最后搭建变流器-发电机系统轴电流仿真模型,分析了屏蔽法和电刷接地法两种轴电流抑制措施的效果.结果表明,这两种方法可以有效抑制轴电流,但不能用于抑制共模电流.【期刊名称】《电机与控制学报》【年(卷),期】2019(023)008【总页数】7页(P43-49)【关键词】直驱式永磁同步发电机;轴电流;共模电压;杂散电容;轴承分压比;抑制方法【作者】刘瑞芳;孟延停;任雪娇;王芹芹【作者单位】北京交通大学电气工程学院,北京100044;北京交通大学电气工程学院,北京100044;北京交通大学电气工程学院,北京100044;北京交通大学电气工程学院,北京100044【正文语种】中文【中图分类】TM3150 引言风力发电是目前发展最快的清洁能源。
国内外兆瓦级以上的风力发电机组多采用双馈异步型和永磁同步型。
与双馈异步型发电机组相比，永磁同步型发电机组具有能量密度高，无需励磁绕组，运行效率高；无需集电环和电刷，可靠性高；转子永磁式，结构和维护简单等特点。
随着海上风电技术的快速发展，以永磁同步发电机(permanent magnet synchronous generators，PMSG)为核心的风力发电系统已成为广泛使用的形式之一[1-3]。
永磁同步风力发电机又分为直驱式和半直驱式。
其中直驱式永磁同步发电机因其直接驱动、高效、高可靠性等优点，已经成为并网风力发电技术的发展趋势。
直驱永磁风力发电机空载短路去磁分析
ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｉ ｅ ｎ ｔ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｉ ｓ ｍ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｃ ｏ ｍｐ ｕ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｏ ｎ ａ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ — ｄ ｒ ｉ ｖ ｅ ｗｉ ｎ ｄ ｔ ｕ ｒ ｂ ｉ ｎ ｅ Ｐ Ｍ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ． Ｕｓ ｅ ｄ ａ ｎ ｓ ｏ ｆ ｔ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｕｓ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｉｎｉ ｆ ｔ ｅ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ Ｍａ ｘ ｗｅ ｌ ｌ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｍａ ｇ ｎｅ ｔ ｉ ｃ ｉｅ ｆ ｌ ｄ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ ｔ ｏ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｉ ｓ ｈ ｔ ｗｏ — ｄ ｉ ｍｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ
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（ Ｓ ｔ ａ ｔ ｅ Ｋ ｅ ｙ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｏ ｆ － Ｓ ｈ ｏ ｒ ｅ Ｗｉ ｎ ｄ — Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ， Ｘ Ｅ Ｍ Ｃ， Ｘ ｉ ａ ｎ ｇ ｔ ａ ｎ ４ １ １ １ ０ １ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
直驱式永磁同步风力发电机性能研究
直驱式永磁同步风力发电机性能研究摘要：现代风力发电技术的发展趋势为一是无刷化，二是采用取消增速机构的风力机直接驱动低速发电机，其中最典型的是直接驱动永磁风力发电机。
本文以输出功率1.5 MW，转速为20 r/min，120 极378槽的内置式直驱永磁风力发电机为例，通过场路结合法分析了发电机在空载、额定负载、短路情况下的运行性能。
最后比较和分析了极弧系数、负载变化以及每极每相槽数对永磁同步发电机性能的影响，为今后电机参数优化提供理论依据。
关键词：直驱式；永磁同步风力发电机；性能前言永磁直驱同步风力发电机是由风力直接驱动发电机进行发电，亦称无齿轮风力发电机。
这种发电机采用多极电机与叶轮直接连接进行驱动的方式，免去齿轮箱这一传统部件。
由于齿轮箱是目前在兆瓦级风力发电机中属易过载和易过早损坏的部件，因此没有齿轮箱的直驱式风力发电机，具备高效率、低噪声、高寿命、体积小、维护成本低等诸多优点。
一、永磁同步风力发电机运行性能分析采用RMxprt软件对功率为1.5 MW的直驱式永磁风力发电机进行设计，确定电机尺寸为：定子外径3 620 mm，定子内径3 324 mm，转子外径3 182 mm，铁心长度1 140 mm，永磁体材料为Nd-FeB，永磁体厚度25 mm，气隙长度6 mm。
RMxprt软件得到的永磁风力发电机的性能指标列于表1。
1、空载特性图1 给出用Maxwell2D软件得到的转速为20 r/min时的空载相电压波形，其空载线电压为1 194.9 V，而用RMxprt软件计算的空载基波感应电压为1 021.9 V，两者差值是由于其它次谐波所造成的。
图2所示为空载电压的谐波分量分布情况，3次谐波为其谐波中最大，总谐波畸变THD为11.91%，可以采取优化永磁体形状等一些设计方案来降低THD。
空载齿槽转矩如图3所示，表明120极378槽设计方案的齿槽转矩脉动小，风机叶片的转速脉动也随之减小。
图4给出了空载时的磁力线分布情况，可以看到磁力线合理地分布于定子齿部和转子轭部内，永磁体间漏磁很小，定子齿部磁密较大。
同步发电机突然三相短路的物理过程及短路电流分析
6.3 同步发电机突然三相短路的物理过程及短路电流分析6.3.1 同步发电机在空载情况下突然三相短路的物理过程上一节讨论了无限大电源供电电路发生三相对称短路的情况。
实际上电力系统发生短路故障时，大多数情况下作为电源的同步发电机不能看成无限大容量，其内部也存在暂态过程，因而不能保持其端电压和频率不变。
所以一般在分析和计算电力系统短路时，必须计及同步发电机的暂态过程。
由于发电机转子的惯量较大，在分析短路电流时可以近似地认为发电机转子保持同步转速，只考虑发电机的电磁暂态过程。
同步发电机稳态对称运行时，电枢磁势的大小不随时间而变化，在空间以同步速度旋转，由于它与转子没有相对运动，因而不会在转子绕组中感应出电流。
但是在发电机端突然三相短路时，定子电流在数值上将急剧变化。
由于电感回路的电流不能突变，定子绕组中必然有其它自由电流分量产生，从而引起电枢反应磁通变化。
这个变化又影响到转子，在转子绕组中感生出电流，而这个电流又进一步影响定子电流的变化。
定子和转子绕组电流的互相影响是同步电机突然短路暂态过程区别于稳态短路的显著特点，同时这种定、转子间的互相影响也使暂态过程变得相当复杂。
图6-6 凸极式同步发电机示意图图6-6为凸极同步发电机的示意图。
定子三相绕组分别用绕组，，表示，绕组的中心轴，，轴线彼此相差120o。
转子极中心线用轴表示，称为纵轴或直轴；极间轴线用轴表示，称为横轴或交轴。
转子逆时针旋转为正方向，轴超前轴90o。
励磁绕组的轴线与轴重合。
阻尼绕组用两个互相正交的短接绕组等效，轴线与轴重合的称为阻尼绕组，轴线与轴重合的称为阻尼绕组。
定子各相绕组轴线的正方向作为各绕组磁链的正方向，各相绕组中正方向电流产生的磁链的方向与绕组轴线的正方向相反，即定子绕组中正电流产生负磁通。
励磁绕组及轴阻尼绕组磁链的正方向与轴正方向一致，轴阻尼绕组磁链的正方向与轴正方向一致，转子绕组中正向电流产生的磁链与轴线的正方向相同，即在转子方面，正电流产生正磁通。
兆瓦级直驱永磁同步风力发电机系统分析
兆瓦级直驱永磁同步风力发电机系统分析摘要：兆瓦级直驱永磁同步风力发电机系统运行中电机性能会受到斜槽宽度、永磁体厚度、气隙长度、极弧系数、铁心长度的影响，针对此，运用了多目标和多变量的耦合寻优方式，确定出电机优化参数和绕组接线方式，以追求此类型发电机的最优，提高电机的效率和转矩，还可减少齿槽转矩和谐波。
关键词：兆瓦级；直驱永磁；同步风力发电机系统随着电力需求的不断增长，大规模风力发电系统应运而生，其中兆瓦级的直驱永磁同步风力发电系统是典型代表，一般用在海上，是一种直驱式永磁同步风力发电机，简称为PMSWG，最为明显的优势为高可靠性、高效率、清洁度高，因此受到了各个国家研究者的喜欢。
可是兆瓦级别的电机需要一个与之相配的高性能电机系统，硬件研制成本以及调试成本都非常高，为此，针对其的电机设计、控制优化方面的研究，从而提高发电机的效率，更有效地抑制谐波输出，从而使得此种类型的发电机可在更广泛得范围内应用。
1、研究背景最近几年，各个国家在电机设计和优化方面的研究越来越重视，呈现出不同的研究方向。
部分研究中显示，针对不同工况和功率下，永磁发电机应用了各种的电磁设计和参数，对于其自身性能的影响进行相应研究，此时得到了结论，气隙长度、极弧系数、铁心长度、同永磁体的厚度，对于发电机齿槽的转矩、发电机谐波和损耗以及电磁转矩所产生的影响有一定的规律[1]。
2、分析发电机设计的优化2.1发电机尺寸参数的改变以国家标准为参照，大转矩、高效，齿槽转矩小、谐波啊畸变，这些因素一定会影响到兆瓦级直驱永磁同步风力发电机在全风速下最大功率追踪和柔性并网时的最为重要的指标。
正常情况下，电枢斜槽的时候，相对应的齿槽转矩可依据公式推导出来，并且，电机损耗和电磁转矩之间也保持着对应的关系，最终得出：电机转矩和发电机效率受到很多参数耦合后的影响，包括斜槽宽度、永磁体厚度、气隙长度、极弧系数、铁心长度等等。
所以，将需要改变的变量确定为斜槽宽度、永磁体厚度、气隙长度、极弧系数、铁心长度等，约束的条件就是大转矩、发电机高效、齿槽转矩同谐波畸变小，进而研究出这些参数对于发电机性能产生的影响，运用多目标、多变量耦合寻优的方式，模拟出发电机性能最好时尺寸参数是多少。
风力发电系统短路故障特征分析及对保护的影响
风力发电系统短路故障特征分析及对保护的影响发表时间：2018-07-06T11:09:01.413Z 来源：《电力设备》2018年第8期作者：杜怡薇白雪松[导读] 摘要：随着我国经济、科技、生产力的持续提升，对环境造成的负面影响也越来越严重，能源环境问题已经成了当前一大重要问题，在此背景下，再生能源以及风能的开发和研究也受到了越来越多的关注。
（内蒙古电力勘测设计院有限责任公司内蒙古呼和浩特 010000）摘要：随着我国经济、科技、生产力的持续提升，对环境造成的负面影响也越来越严重，能源环境问题已经成了当前一大重要问题，在此背景下，再生能源以及风能的开发和研究也受到了越来越多的关注。
在风电系统当中，发电系统是非常重要的一环，想要对发电系统的短路故障问题进行更加深入的探索，就要对发电系统展开具体的探究，本文利用PSCAD仿真软件来建立模型，进一步研究风力发电系统的短路故障问题，从而分析故障特点和成因，对风力发电系统的两大主要发电系统：双馈发电系统和直驱发电系统进行分析，找到系统故障特征。
关键词：风力发电系统；短路故障；故障特征一、引言能源问题与环境问题是当前世界范围内普遍存在的问题，风能的特点是可再生、清洁，所以风能逐渐受到了越来越多的重视。
随着经济水平及科学水平的持续提升，利用风能发电的技术也有了改进，单台风机的容量也得到了进一步扩大，所以风电场中的装机容量也随之扩大，这种科技的进步同时也产生了一些列的负面影响。
比如在风电场出现故障的情况下，电力系统当中的继电保护就会受到影响，从而妨碍安全自动装置的正确动作。
二、风力发电系统的结构与建模分析（一）关于双馈风力发电系统结构和建模分析所谓双馈发电机，具体来讲就是因为其定子和转子能够实现与电网的连接，继而传递所需能量，所以叫做双馈风电机。
另外，双馈发电机还叫做变速恒频发电机，因为它所使用的是频率固定，但速度会发生变化的技术，由此得名变速恒频发电机。
啥UN钢盔发电机的调速范围很大，能够有效跟踪风能。
风力发电系统短路故障特征分析及对保护措施
风力发电系统短路故障特征分析及对保护措施摘要：目前，能源和环境的问题成为了世界性的难题，风能具有的清洁特点和可再生的特点受到了越来越多的关注。
随着科技的发展与进步，风力发电的技术也越来越成熟，风电场容量的逐步提升也导致一系列问题的出现，如果风电场出现故障问题，就会对电力系统中的继电保护带来不利影响。
本文分析了风力发电系统短路故障特征及对保护措施。
关键词：风力发电；系统短路故障；保护措施当今能源与环境问题日渐突出，风能作为一种清洁环保的可再生能源逐渐受到人们的青睐。
随着我国能源供给环境的日益紧张，风力发电已经成为保证能源供应，降低电力资源消耗的重要方式，因此，对风力发电系统实施短路情况的分析，并对故障的特征进行研究，是很多风力发电业务领域高度关注的问题。
一、风力发电系统短路故障特征分析1.双馈风力系统仿真分析。
在应用恒频技术的过程中，必须在变速系统正常运行的情况下进行发电机调速技术的应用，以便发电机可以凭借风力资源的优势更好的应用风能跟踪系统实施故障原因的分析，保证双馈发电机可以更好的按照电力资源生发的体制特点进行技术处置。
要对双馈风力发电系统中的各类硬件资源进行有效的整合，并对风力发电机箱和异步机等设置进行交变电流的监测，使短路故障可以更大程度上实现故障因素的排除。
2.直趋风力系统仿真分析。
故障特征的分析是保证风力发电机结构特点得到合理控制的关键，因此，要使用同步直趋形式的发电机设备，对当前的仿真软件进行了直趋模式的构建，使得风力系统可以更好的适应风速模型的研究要求，提高风力机模型的设计研究质量，并保证全部的控制系统都可以在模型联络业务的运行过程中得到合理处置，提升全功率控制体系的运行质量，并保证全部的短路问题都能的故障分析的过程中得到合理判断。
要按照联络线的应用要求，对发电机实施全功率状态下的发电机配置特点分析，保证短路状态下的故障研究体系可以适应双馈发电机的故障分析要求，以便仿真系统可以在双馈风力发电体系运行的过程中，更好的适应故障因素的配置分析研究，并使各项故障特征的分析研究工作都能的发电机运行模式较为稳定的状态下实现故障的有效处置。
风力发电系统短路故障特征分析及对保护的影响
风力发电系统短路故障特征分析及对保护的影响摘要：近年来，随着我国经济的快速发展，人们生活水平得到有效改善，同时各行各业的高速发展加大对电力的需求。
传统的供电方式具有极强的不稳定性，同时严重浪费自然能源，不符合我国可持续发展的战略目标，为了给人们正常生产生活提供充足的电力支持，促进生态环境的健康发展，我国加大了风力发电的研究力度。
但是由于我国风力发电起步较晚，技术水平有限，因此在实际运转过程中频频发生风力发电系统短路现象，不仅降低风力发电系统运行的安全性与稳定性，也阻碍我国电力行业的发展进程。
本文通过对风力发电系统短路故障特征的分析，制定了科学的解决方案，从而提高风力发电技术，促进我国生态环境与社会经济的共同进步。
关键词：风力发电系统；短路故障特征；分析；保护对策前言：众所周知，电力资源是不可再生资源，用去一点，地球上储存的能源就少一点，特别是在国内外经济快速发展的背景下，对能源需求量逐渐增大，为了保证生产作业的正常开展，我国加大风力发电的重视度，风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染，因此不仅能够促进生产作业安全、稳定的进行，还能够降低传统电力对自然环境造成的损害，是目前比较先进的供电方式。
因此我国应该对风力发电系统进行深入的实验与研究，吸收并借鉴国内外先进的风力发电技术，为我国电力行业的稳定发展提供有利的技术支持。
1风力发电系统结构简述1.1双馈风力发电系统定子与转子是双馈风力发电机的重要组成部分，而且与电网紧密相连，并都具有能量馈送的功能。
双馈风力发电机的调速范围相对较大，有利于进行有效的风能跟踪。
双馈风力发电机结构主要包括风力机、齿轮箱、绕线式异步机、交直交变流器以及控制部分。
具体结构如图1所示。
图1：双馈风力发电结构1.2 直驱风力发电系统本文主要采用电力系统仿真软件PSCAD ，创建了永磁同步直驱风力发电系统模型，并对其发生的各种故障特征进行科学的分析与研究。
永磁同步直驱风力发电系统包括风速模型、风力机模型、发电机模型、控制系统模型和联络线模型。
直驱永磁风力发电机绕组短路保护研究
直驱永磁风力发电机绕组短路保护研究摘要：风力发电机绕组短路是机组内部典型的故障之一，发电机发生绕组突然短路时，绕组端部将受到很大的电动力冲击作用，定子绕组中产生强大的冲击电流，与过电压的综合作用，易导致绝缘薄弱环点击穿，致使线圈端部产生变形甚至损伤绝缘。
且发电机可能产生剧烈振动，对某些结构部件产生强大的破坏性的机械应力。
这将间接或直接地给电网带来巨大的经济损失，因此十分有必要对风力发电机内部绕组配置主保护。
鉴于此，本文主要分析直驱永磁风力发电机绕组短路保护。
关键词：直驱永磁发电机；风力发电机；绕组短路1 直驱永磁风力发电系统的主要类型（1）机侧采用不控整流，网侧采用PWM逆变。
电机定子输出端接三相二极管整流桥进行不控整流，直流侧釆用电感电容滤波，网侧逆变器把直流侧电能逆变成工频交流电馈入电网。
这种方式只有当发电机线电压的峰值高于直流母线电压，发电机才能馈出电能，而直流母线电压的最小值已经由电网电压决定，因此发电机运行电压需设计较高的输出电压，从而对变流器所使用的电力电子器件耐压提出很高的要求，导致系统成本大为增加，降低了整机效率。
（2）机侧采用不控整流+boost升压，网侧采用PWM逆变。
能量经由不可控AC/DC变流器到达直流侧，由于风速的变化，导致了直流侧电压的波动，采用升压变流器将DC/AC变流器直流母线侧电压稳定控制，然后通过DC/AC变流器逆变并入网。
（3）机侧采用相控整流，网侧PWM逆变，这种方式与上两种方式相比，由于晶闸管的导通时间可以通过触发角控制，一定程度上可以抑制电流，保护直流母线防止过压，实现的机侧可控，成本较低。
但是机侧低次谐波较大的缺点依然没有改善。
因此实际系统中此种拓扑结构很少采用。
（4）具备四象限运行能力的双PWW控制的功率变流器。
同二极管不控整流相比，机侧变流器采用PWM整流可以大大减少发电机定子电流谐波含量，从而降低了发电机的铜耗和铁耗，并且PWM整流器可提供几乎为正弦的电流，因而减少了发电机侧的谐波电流。
风力发电系统短路故障特征分析及对保护的影响 古利华
风力发电系统短路故障特征分析及对保护的影响古利华发表时间：2018-12-12T16:36:44.787Z 来源：《基层建设》2018年第29期作者：古利华王超[导读] 摘要：近年来，随着环保意识和环保力度的不断加强，人们开始利用一些可再生资源，以保护环境，缓解能源危机。
国电电力新疆新能源开发有限公司新疆哈密 839000摘要：近年来，随着环保意识和环保力度的不断加强，人们开始利用一些可再生资源，以保护环境，缓解能源危机。
目前，受这种情况的影响，风力发电得到了人们的广泛重视，陈伟乐电力系统中发展最快的资源。
但是，在实际的工作中，风力发电系统受各种因素的影响，存在短路故障。
本文就风力发电系统短路故障特征分析及对保护的影响进行分析，在介绍两种具体的风力发电系统模型的基础上，介绍了它的具体短路故障，以供参考。
关键词：风力发电系统短路故障特征分析保护影响近年来，随着环境问题日渐突出，社会各个行业都在开发利用新能源。
而风能作为清洁能源，受到了人们的关注。
另外，随着风力发电技术的进步，风力发电系统的工作量日渐增大。
在这种背景下，风力发电系统常常会存在一些短路故障，这些故障发生时，会影响电力系统的保护操作的正常进行，从而对电路造成破坏。
为此，工作人员必须要针对风力发电系统短路问题进行探讨，在清楚其故障特征的基础上，做好保护工作。
一、现阶段风力发电系统的结构及模型建立1.1直驱风力发电系统的自身结构及模型建立在以前的风力发电系统中，由于发电机转速范围较小，电厂常常会采用增速齿轮箱，以提高发电机的转速。
在这个过程中，齿轮箱的应用会增加故障的发生几率，不利于风能的有效开发。
为了解决这个问题，直驱风力发电系统应运而生。
该系统采用了低速永磁同步电机，依靠永磁体励磁，消除了励磁损耗，提高工作效率。
该系统在运行过程中，会通过功率变换电路直接并入电网，这样会改善电网的功率因数，提高系统的工作效率。
另外，直驱风力发电系统没有使用齿轮箱，而是采用发电机直接驱动的方法，这样不仅可以减少噪音，还可以提高系统的运行效率和保证系统的可靠性。
风力发电系统短路故障特征分析及对保护的影响
风力发电系统短路故障特征分析及对保护的影响发布时间：2021-05-17T07:36:57.990Z 来源：《中国电业》（发电）》2021年第2期作者：秦思远[导读] 对双馈发电系统和直驱发电系统这两大发电系统进行分析，找出系统故障特征。
中国广核新能源控股有限公司 100000摘要：目前，世界各国普遍存在能源问题和环境问题，风力发电具有可再生性、清洁性等特点，因此风力发电日益受到重视。
随著科学技术的不断进步，利用风能发电的技术也在不断进步，单机风机的容量也在进一步扩大，因此风电场的装机容量也在不断扩大，这一科技进步在带来一些负面影响的同时也带来了科技进步。
例如，当风力发电机组发生故障时，电力系统中的继电保护就会受到影响，从而妨碍安全自动装置的正确动作。
关键词：风力发电系统；短路故障；故障特征前言伴随着我国经济、科技、生产力的不断提高，对环境造成的负面影响也日益严重，能源环境问题已成为当前的一个重大问题，再生能源与风力发电的开发与研究也日益受到人们的重视。
风力发电系统中，发电系统是一个非常重要的环节，要对其短路故障问题进行更深入的探讨，就必须对发电系统展开具体的探索，本文运用PSCAD仿真软件建立模型，进一步研究风力发电系统短路故障问题，从而分析其故障特征及产生原因，对双馈发电系统和直驱发电系统这两大发电系统进行分析，找出系统故障特征。
1风力发电系统的结构与建模分析1.1关于双馈风力发电系统结构和建模分析所谓双馈发电机，具体来说，就是由于它的定子、转子可以实现联接电网，进而传递所需的能量，所以称为双馈风发电机。
此外，双馈发电机也被称为变速恒频发电机，因其采用的是一种频率固定、速度可变的技术，故得名变速恒频发电机。
什么UN头盔发电机调速范围广，能有效跟踪风能。
双馈发电机主要由通过控制部分和齿轮箱组成，三大部分加风力机组成。
文中给出了一种双馈发电系统的模型，即风机由35千伏和330千伏联络线相连，T1和T2变压器由330千伏交流系统相连。
风力发电系统短路故障特征分析及对保护的影响探析讨论
风力发电系统短路故障特征分析及对保护的影响探析讨论发表时间：2019-07-08T11:35:45.353Z 来源：《电力设备》2019年第5期作者：李皓昱[导读] 摘要：近些年随着我国社会主义市场经济快速发展，能源与环境问题日益突出，风能作为重要的可再生能源受到较大关注。
（内蒙古霍煤鸿骏铝电有限责任公司电力分公司 029200）摘要：近些年随着我国社会主义市场经济快速发展，能源与环境问题日益突出，风能作为重要的可再生能源受到较大关注。
随着风力发电技术全面发展，单台风机容量值在逐步增大。
根据相关数据统计显示，目前在世界范围内主流风电机组额定容量在1至2.5MW，有部分机组最大额定容量能达到5至6MW，风电场装机容量在逐步扩大。
并网运行风电场容量在逐步增加，风电场对电网运行中造成的影响更加突出，风电场发生故障之后，对于电力系统继电保护以及安全装置动作运行会产生较大影响，所以当前要对风力发电系统故障特征进行全面分析。
关键词：风力发电系统；短路故障；保护；影响受到工业化生产发展影响，我国能源需求量逐步扩大，加上各项技术合理应用，风力发电范围逐步扩大。
通过风力发电能产生充足电能，但是风能发电受到自然要素限制，发电阶段间歇性较为突出。
风机与传统同步电机运行过程中产生的电流差异性较大。
当电机运行中产生不同故障，馈入电网的故障电流具有不同形态调整，当前要电网故障特性进行优化。
在原有的同步电机故障中建立的不同整定体系与运行原则都会受到不同程度破坏，不能保障系统稳定运行。
当前可以发挥出仿真软件应用价值，分析现场录波数据，判定故障特征变化，验证数据结果的真实性，能更合理地分析保护性能的影响。
1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。
永磁同步电机 短路 失速 控制
EMS快递顾客满意度调查及研究1．参考⽂献的内容对的呀，没有⽂学类的。
你看成你们论⽂格式⾥⾃⼰带的了吧？2．已加⼊英⽂标题摘要关键词，见⽂章最后。
别忘了⾃⼰填⼊姓名学号院校信息。
⽬录⼀、引⾔ (2)（⼀）选题背景 (2)（⼆）研究⽅法 (2)(三) 理论综述 (3)⼆、EMS公司简介 (4)（⼀）公司简介 (4)（⼆）EMS公司现状分析 (4)三、EMS快递顾客满意度调查 (6)（⼀）顾客对EMS快递员⼯满意情况调查 (6)（⼆）顾客对EMS快递速率满意情况调查 (7)（三）顾客对EMS快递收费满意情况调查 (8)（四）顾客对EMS快递总体满意情况调查 (9)四、EMS快递客户满意度的问题分析 (10)（⼀）收费价格偏⾼ (10)（⼆）服务⽔平与服务质量存在问题 (11)（三）基层⼯作⼈员服务⽔平偏低 (11)（四）⽹络现代化⽔平滞后 (12)五、EMS快递顾客满意度改进意见 (12)（⼀）创新现有价格体系 (12)（⼆）全⾯提升客户服务质量 (13)（三）优化物流⽹点，提升物流速度 (15)六、结束语 (15)七、参考⽂献 (15)⼋、附录 (16)摘要：近⼗年来，我国快递⾏业⾼速发展，取得了可观的成效。
然⽽，由于发展体系尚不成熟，也显露出了⼀系列的问题，尤其是快递作为⼀个服务性的产业，客户满意度⽅⾯的问题将直接决定企业的长⾜发展。
EMS作为民族品牌中实⼒最强的国有快递服务企业，由于市场的激烈竞争和⾃⾝存在的问题，其客户满意度问题已⽇渐显露出来。
本⽂根据当前我国快递⾏业的发展现状及其所呈现出的问题，采⽤调查问卷进⾏实地调研的⽅法，从提⾼客户满意度⽅⾯提出应对策略及其措施，为EMS快递能够在激烈的竞争中稳定发展提供依据。
关键词：客户满意度; EMS；快递⼀、引⾔（⼀）选题背景快递作为⼀种为民众提供的物流服务⽅，80 年代才在中国逐渐兴起,⽽现代化信息技术应⽤于快递物流服务在中国的发展历程就更短。
风力发电系统短路故障特征分析及对保护的影响李立波
风力发电系统短路故障特征分析及对保护的影响李立波摘要：随着我国社会的进步和经济的发展，对于能源的需求也日益增加，未来社会发展的趋势就是大力开发可再生能源。
开发可再生能源能够有效地缓解环境污染、能源危机等问题。
其中，风能是清洁、环保、可再生的一种能源，使用风力发电能够在很大程度上减少由于传统火力发电造成的环境污染等问题。
相比传统的发电方式，风力发电的成本是比较低的，并且在我国风能的分布是比较广泛的，所以对于我国来说，我国发展对于电力的需求是很大的，风力发电和传统的发电方式相结合能够长久地做好发电工作。
但是在进行风力发电工作的过程中，还是存在着很多的问题，为了有效地提高风力发电的效率，就需要进一步掌握风力发电系统短路故障的特征并分析其保护的影响。
关键词：风力发电；短路故障；特征分析；影响引言：能源与环境相矛盾的问题愈加严重，风能作为一种清洁环保的可再生能源逐渐被人们所发现并使用。
随着风力发电技术的快速发展，风力发电机的容量越来越大。
风力发电机多以机组的形式进行发电工作，机组运行的状况也影响着电网的整体运行，当机组中出现故障时，对电力系统中现有的继电保护和安全自动装置有着很大的影响，所以可见了解风力系统故障的短路电流特征以及其对保护的影响的重要性。
风力发电工作是将风能转化为电能，这项发电工作必然是有间歇性。
我国的风力发电技术发展正在逐步走向成熟，对于风力发电机组的关键部件了解和掌握技术也在不断地深入，风电设备的维修方式多采用计划维修和事后维修方式，所以做好风力发电机组状态的监测工作并完善故障诊断系统能够有效地保证风力发电机组正常工作。
一、风力发电系统原理的介绍双馈型风力发电系统主要是由风轮、齿轮箱、发电机、变流器和负载组成，双馈式异步电机为绕线型感应电机，利用风力带动风轮叶片旋转，再通过齿轮箱将旋转的速度提升，来促使发电机发电，实现风能转化为电能。
当风速低于并网发电风速时，功率从变流器传向转子，实现用电；当风速高于并网发电风速时，功率从转子通过变流器进入电网，然后进行发电工作。
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{ψA = ψ0 sin（ wt + θ0 － 90°） + ψ0 sin（ θ0 － 90°） ψB = ψ0 sin（ wt + θ0 － 210°） + ψ0 sin（ θ0 － 210°） ψC = ψ0 sin（ wt + θ0 + 30°） + ψ0 sin（ θ0 + 30°） 外电路由三个部分组成： 上部分即三相电路， 通过开关将空载转换为短路状态； 右下角为压控 开关管，通过 IVc1、IVc2、IVc3 的电压来控制开关 的闭合； 左下角为控制电压电路，通过脉冲电压源 给电路施加电压。脉冲电压范围为 0 ～ 1V，当开 关管电压大于 0． 5V 时，开关闭合，0． 067538s 时 刻开关闭合，三相突然短路，经过 0． 067538s，此时 A 相轴线正好与 d 轴重合，能得到最大短路电流。
1 永磁风力发电机有限元模型建立
利用 Ansoft 软件作为仿真工具进行电机建 模时，可以在 Maxwell 2D 模块里直接建模完成， 但由于永磁直驱发电机极数和槽数都很多，需要 对于 60 极 324 槽每极每相为分数槽的绕组进行
* 基金项目： 湖南省科技计划项目（ 2013GK3033） ； 湘潭市科技计划重点项目（ ZD20141002）
同步风力发电机的二维有限元模型的步骤如下。 （ 1） 选择 2D 瞬态场来求解的是永磁电机的瞬
态电流。在 ＲMxprt 模块输入永磁同步发电机的几 何尺寸和极数、槽数等基本参数，重新编辑永磁体 材料，选择好控制方式以及负载方式，模块功能会 自动生成二维有限元几何模型，如图 1 所示。
图 1 电机二维有限元几何模型
最大值为 6325A。
图 6 三相短路电流波形
4 三相空载短路试验
对于 2MW 直驱永磁同步风力发电机进行了 三相短路试验，该试验方法是用原动机拖动被试 电机到额定转速后断开原动机电源，立即对被试 电机输出端进行短路，发电机转速会逐渐为零，由 于该试验风险较高，故只进行了三次波形采集，见 图 7、图 8、图 9。
Key words Direct-drive PM wind generator； electromagnetic field analysis； finite element； short-circuit
0 引言
近年来，随着风力发电技术的迅速发展，直驱 式风力发电机装机容量和数量不断增加，但伴随 而来的发电机短路故障也越来越多。国内外学者 对短路这方面进行了研究［1-3］。由于风机运行时 产生的振动以及绝缘材料的老化和一些自然灾 害，大大的 提 高 了 风 力 发 电 机 短 路 发 生 的 几 率。 发电机突然短路时，产生较大的冲击电流，会造成 永磁体退磁、铁心烧坏。由短路电流产生的电磁 力和扭矩是十分大的，这样巨大的电磁力有很大 的破环性，可以使绕组发生变形。
角度短路成为工厂研究的一个问题。
参考文献 ［1］ T． S． Kulig，G． W． Buckley，D． Lambrecht，M． Lise． A new approach to determine transient generator winding and damper currents in cases of internal and external faults and abnormal operation-III： Ｒesults． IEEE Trans． on EC，1990， 5（ 1） ： 70-78 ［2］ TANG Ｒ Y． Overview of permanent magnet wind generators in china［C］． CIGＲE SCA1 Colloquium on New Development of Ｒotting Electrical Machine Beijing，China，2011； 246-254． ［3］ 唐任远． 现代永磁电机． 理论与设计［M］． 北京： 机 械工业出版社，1997． ［4］ 赵博，张洪亮． Ansoft 12 在工程电磁场中的应用［M］． 北京： 中国水利水电出版社，2010． ［5］ 赖耀祖． 直驱式永磁同步风力发电机的退磁风险分 析［D］，华中科技大学硕士论文，2011．
图 2 电机二维有限元仿真模型
2 永磁同步电机初始角确定
图 3 为一极下永磁体与定子绕组线圈模型， d 轴代表永磁体磁力线方向，每 5． 4 槽即 180° 电 角度［5］。
图 3 d 轴与 A 相轴线初始夹角示意图
第一槽下层边与第六槽上层边相连，第二槽 下层边与第七槽上层边相连。相邻的槽相距的电 角度为 33． 333°，由于该电机 60 极、324 槽，每个 磁极下占5． 4个槽，此时 d 轴的电角度为89． 999°， 而 A 相轴线电角度为 116． 667°。因此，当 d 轴转 过 0． 8889°机械角时达到负值最大，要达到最大 值，则还需转动半个周期的时间，即转过 6 个机械 角度。当 d 轴与 A 相轴线重合时，A 相的磁链达 到最大，感应电动势为 0，此时 d 轴转过的角度。 因此根据模型的转动方向，设置模型 Band 的初 始角为 6． 8889°，可使得 t = 0 时刻，d 轴与 A 相重 合。从空载反电势可看出，t = 0 时刻 A 相与 d 轴 重合，磁链最大，反电势为 0，表明上述分析正确。
关键词 直驱永磁风力发电机； 电磁场分析； 有限元； 短路 DOI： 10． 3969 / J． ISSN． 1008-7281． 2014． 06． 10 中图分类号： TM315 文献标识码： A 文章编号： 1008-7281（ 2014） 06-0035-004
No-Load Short-Circuit Analysis of Direct-Drive Wind Permanent Magnet Synchronous Wind Generator Dai Zhili，Peng Xiao，and Li mofa
4 结语
通过 Ansoft 电磁场分析软件针对 XE93 2MW 直驱永磁风力发电机建立了电机的有限元模型， 结合 Ansoft 软件中的外电路分析软件，将电路模 型与有限元分析有机地结合起来，对电机进行空 载三相突然短路仿真，并进行三相短路试验。通 过理论分析与仿真结果验证，得到了直驱永磁风 力发电机最大短路电枢电流需要满足的初始条 件，而本次试验没有对转子位置进行检测和控制， 因而不能控制转子短路时刻的初始角度，只能随 机的对发电机进行三相短路。因此，如何控制转 子位置，使得该直驱永磁风力发电机在某个初始
图 4 三相短路外电路图
根据第二节分析可以在初始角为 0° 时 A 相 电流能达到最大值，图 5 为四分之一周期内在不 同初始角下 A 相的短路电流。
图 7 第一次试验波形 图 8 第二次试验波形
图 5 不同初始角下 A 相的电枢电流
图 6 是永磁发电机三相空载短路电流波形， 空载 0． 067538s 后三相突然短路，短路电流幅值
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(EXPLOSION-PROOF ELECTRIC MACHINE )
分相赋激励源，工作量太大。Ansoft 中的 ＲMxprt
电机模块是基于电机等效电路和磁路的设计理念 来计算、仿真各种电机模型，具有建立模型简单快 捷、参数调整方便等优点，同时具备一定的计算精 度和可靠性［4］。本文建立直驱永磁风力发电机空 载短路有限元分析模型，采用从 ＲMxprt 中 Adjust Speed Synchronous Machine 建立永磁发电机模型， 初步求解后一键生成 Maxwell 2D 二维 瞬 态 场。 利用 了 Maxwell 2D 中 瞬 态 场 和 Maxwell Circuit Editor 功能进行了分析求解得到了永磁电机在不 同运行工况下可能得到的最大电枢电流。 1． 1 电机的基本参数
(EXPLOSION-PROOF ELECTRIC MACHINE )
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直驱永磁同步风力发电机空载短路分析* ＊
戴志立，彭晓，李谟发
( 1 湖南工程学院电气与信息工程学院，湖南湘潭 411101;
2 湖南电气职业技术学院，湖南湘潭 411101)
摘 要 利用 ANSOFT 电磁场软件，建立了基于 Maxwell 的直驱永磁风力发电机二维瞬态有 限元模型，对 MW 级直驱永磁风力发电机进行了空载性能和各种突然短路分析。通过理论分析和 仿真结果验证，得到了各种 故 障 工 况 下 所 能 得 到 的 最 大 电 枢 电 流 和 获 得 最 大 电 枢 电 流 的 初 始 条 件，为永磁电机设计永磁体工作点的确定提供了理论依据。