0 前言

可再生能源的利用成为近年来各个领域的热点，在新能源发电中风能作为绿色能源在我国越来越受到重视。目前，风力发电机组的总装机规模和单机装机容量越来越大[1]。风力发电广泛采用异步发电机及电力电子装置，其故障特性不同于传统发电形式，必然会对继电保护产生影响。另外，风电渗透率达到一定程度后，为了保证系统稳定性，要求风电场具有低电压穿越能力。风电场的低电压穿越措施与继电保护之间的相互影响及配合问题同样有待深入研究。

凡其光明正大，疏畅洞达，如青天白日，如高山大川，如雷霆之为威而雨露之为泽，如龙虎之为猛而麟凤之为祥，磊磊落落，无纤芥可疑者，必君子也。 ……既定于内，则其形于外者……于汉得丞相诸葛忠武侯，于唐得工部杜先生、尚书颜文忠公、侍郎韩文公，于本朝得故参知政事范文正公。 此五君子，其所遭不同，所立亦异，然求其心则皆所谓光明正大、疏畅洞达、磊磊落落而不可掩者也。 其见于功业文章，下至字画之微，盖可以望之而得其为人。[6]3641

中国内蒙古自治区等地区已多次发生风电输电线路误选相和误动作问题[2]，国内学者对已有问题的研究形成了两条重要的结论：1)由于风电场相对于系统而言，容量较小，其故障时呈现出典型的弱馈特性[2-5]。2)在Crowbar电路投入后，双馈风电机组机端输出故障电流主要由转子转速频率分量构成。双馈风机转速的变化，将会产生除50Hz以外的非整数次谐波[4]，从而影响保护量提取的精度。

糖尿病对患者的身体以及心理的影响是十分巨大的[1]。本次研究为了分析研究在老年糖尿病患者中，实施心理护理干预对患者的焦虑抑郁情绪的影响，特选取我院80例患者进行研究，报道如下。

为此，本文基于集中送电的双馈风力发电系统，考虑低电压穿越措施，对输电线路故障选相进行了研究，并利用Matlab/Simulink搭建仿真模型，验证了本文分析的正确性。

1 风电场弱溃特性分析

图1为某风电场系统的接线示意图，风电场共装设100台双馈风电机组，将其等效成一台，容量为200 MVA。通过箱式变压器将机端电压690 V升压到35 kV，通过集电线路汇入到35 kV中压母线(一般35 kV母线为非直接接地，经小电阻或消弧线圈接地等)，再经风主变升压到220 kV，最后通过50 km的联络线将电能送至系统。图1中风电场系统、联络线、风电场内部等效的序阻抗分别用Zsi、ZLi、ZWi(i=1，2，0，依次代表正序，负序，零序)表示。

  

图1 风电场接线示意图

 

Fig.1 Wiring diagram of a wind farm

如图2所示为风电场联络线路发生不对称接地故障时的等效正、负、零序网络图。图2中:Zsi、ZLi、ZTi(i=1，2，0)分别为系统侧、联络线、主变压器的正、负、零序阻抗，b为联络线上发生故障的位置;ZWi、(i=1，2)为风电场等效的阻抗(包括双馈机、箱变、集电线路在内的风电场归算到高压侧的正、负序阻抗);IWfi、Ifi、Ufi(i=1，2，0)分别为风场提供的故障电流，短路故障点的电流，故障点电压的正序、负序、零序分量;Us|0|、UW|0|分别为故障前系统侧、风电场侧电压。

  

图2 系统等值网络

 

Fig.2 System equivalent networks

与系统侧相比较，风电场侧的容量相对很小，从高电压侧看风电场等效的阻抗很大，呈现明显的弱溃特性。

电网故障时，由于机端电压突然跌落，双馈发电机转子绕组中将感应产生较大暂态电压和电流，转子侧变换器将极易损坏。为此，在转子绕组侧引入 Crowbar电路，以保证双馈风力发电机组具有电网所要求的低电压穿越运行能力。

井下地质情况特殊，在煤矿开采的过程中，煤矿的煤层很容易因为透气性效果差，达不到预期的抽采效果导致瓦斯聚集量增多，增加煤矿开采过程中的危险。煤层越深瓦斯浓度就越高，给煤矿开采带来极大的风险，因此，必须抽取瓦斯来控制煤矿开采的安全事故。在煤矿开采过程中利用水力压裂技术能够提高煤层的透气性，延长瓦斯的抽取时间，有效地降低瓦斯含量，减少安全事故的发生率，使煤矿的开采工作能够安全顺利进行。

加入Crowbar后风电场侧的等效网络如图3所示，图3中Rs、Rr为定子、转子电阻，Xsσ、Xrσ、Xm分别为定子漏抗、转子漏抗、励磁电抗，s为转差率，Rcb为加入Crowbar的电阻。

  

图3 风电场侧正负序等效网络

 

Fig.3 Positive and negative sequence equivalent networks of wind farm side

由图3可以得到异步电机的正负序阻抗Z1和Z2如下式：

 

(1)

推荐理由:《中国桥——港珠澳大桥圆梦之路》记述了港珠澳大桥从设想到建设全过程的精彩故事，书写了港澳回归共圆中国梦的时代篇章。大桥历经千锤百炼，最终建成了港珠澳三地人心中的一座精神雕塑和文化图腾。该书展现了习近平新时代中国特色社会主义思想指导下中国的发展和成就，展现中国人民在全面建设小康社会征程上的伟大奋斗，同时也是一部改革开放40周年的献礼之作。

  

图4 Crowbar对DFIG正负序阻抗的影响

 

Fig.4 Crowbar’s effects on DFIG positive and negative sequence impedance

以A相单相接地故障为例，有边界条件则有

  

图5 正、负序阻抗幅值随转差率变化曲线

 

Fig.5 Curve of positive and negative sequence impedance under slip ratio varying

风电场内投入Crowbar电路的风电机组越多，正负序短路电流将越小。另外，Crowbar电路并不影响零序电流的分配，所以Crowbar电路投入后，风电场侧保护测得的短路电流中零序分量与正负序分量的比值也会明显增大。综上所述，Crowbar电路的投入增加了风电机组的正负序阻抗，尤其是正序阻抗，使风电场的弱馈程度加强，并导致正负序阻抗不再相等。

2 基于Crowbar电路风场特性研究

2.1 Crowbar 电路投切策略

当联络线发生故障时，导致机组转子过电流，直流母线过电压，为了防止转子侧变流器烧坏，在转子侧加入主动式Crowbar电路有效降低了故障发生时转子侧电流和直流母线电压。转子侧投入Crowbar的作用原理为：当检测到转子侧三相电流中任一相电流的瞬时值超过转子额定电流的1.7倍时，主动式Crowbar投入，转子侧变换器被短路，但网侧(定子侧)变换器仍与电网相连，DFIG以异步发电机状态运行。低电压穿越投切策略如图6所示。

  

图6 撬棒电路控制逻辑图

 

Fig.6 Logic diagram of Crowbar circuit control

如图6，电网故障后，在此期间转子暂态电流增大，当实测转子电流大于设定的转子电流阈值时，撬棒电路投入，撬棒投入期间转子侧变换器处于闭锁状态，撬棒电路一直投入时长为T且检测到的转子侧电流已经低于设定的阈值时将撬棒电路切出。转子侧变换器在重启控制策略作用下运行，重新检测转子侧电流是否超过阈值，依次循环直到故障从电网切除，转子侧变换器就可以恢复自身的控制策略。本文设定T为30 ms。

2.2 Crowbar 电路投入后风机短路电流特性分析

为了验证上述理论分析的正确性，设距220 kV母线断路器10 km处发生三相短路故障，故障于1.2 s时发生，故障持续150 ms。图7和图8为不投入Crowbar保护电路和投入Crowbar电路各特征量波形图，均为标幺值。

由式(1)可知， Rcb的加入将改变异步电机正负序阻抗的大小。参照所搭建模型的双馈机参数，仿真电机的正、负序阻值随Crowbar阻抗值变化的关系，如图4所示。

  

图7 无Crowbar保护电路的DFIG仿真结果

 

Fig.7 DFIG simulation results without Crowbar protection circuit

  

图8 基于Crowbar保护电路的DFIG仿真结果

 

Fig.8 DFIG simulation results based on Crowbar protection circuit

由图7和图8可以看出，联络线发生故障时，当机组未投入撬棒电路时，转子侧未被短接，依然工作，变换器可以通过对转子电流进行控制从而控制机组的有功、无功输出，此时故障期间的定子电流也受到控制策略的影响。定子电流在故障发生时突然增大，然后快速减小，因为双馈风电机组的暂态过渡过程主要发生在电网电压跌落发生及恢复两个时间段，若不采取任何保护措施，容易烧毁转子侧变流器，从而导致大面积停电。在撬棒电路投入后，增大了双馈机转子侧的等效电阻，有效抑制了定、转子的最大短路电流。撬棒电路在故障发生的整个过程投入了两次，第一次是故障刚发生时投入了30 ms后退出，第二次投入是在故障结束时再次投入了30 ms后退出。可以看出撬棒电路第一次投入后，定子电流由最大值2.3p.u.减小到最小值0.3p.u.，第二次投入后，由最大值3.7p.u.减小到最小值0.1p.u.。并且撬棒电路动作期间，闭锁了转子侧变流器，变流器失去控制作用，所以励磁电流的频率不再受控制，定子电流不再继续维持工频。故障初期衰减的定子短路电流的频率主要由当前的转速决定，为1.1×50 Hz=55 Hz，非工频。

3 对相间突变量选相的影响

3.1 突变量选相的原理

本原理主要通过相间电流突变量的相互比较实现选相[6]。

 

式中：为保护处测得的相间电流突变量，为故障支路的正、负序故障电流，c1、c2为保护端的正、负序分支电流分配系数，a=ej120°。设联络线上故障点到保护的距离占线路总长的距离是b，则正、负、零序分支电流分配系数的公式如下：

 

由上式(1)可以看出，s发生微小的变化就会引起正序阻抗Z1的显著变化，而负序阻抗Z2受转差率变化的影响很小，如图5所示。

由于各种因素的存在很多企业对财务预警工作并不重视。例如：A企业并没有成立专门的财务预警组织机构；并未实现对所有业务的全面监控，出现了越过上级领导直接行事、岗位设置不合理等问题，大大降低了风险防范预警机制的效果。再例如：A企业的财务风险预警信息并不能保证其准确性、完整性、时效性，无法真正发挥风险防范预警机制的作用；A企业在选择财务风险预警指标时还存在单一化和片面化的问题，这就使得财务风险缺乏实际性和全面性。

 

以BC两相相间短路故障为例，有边界条件则有

 

然而此原理是建立在C1=C2的基础上实现的，即系统阻抗Z1=Z2，A正相发生单相接地故障时，就有两相相间短路故障时，有由以上推导的双馈风电场故障序阻抗特征可知，加入Crowbar后，实际系统阻抗Z1≠Z2，但当C1和C2差别很大时，以上判据不再成立，对此将在算例分析部分说明[7]。所以低电压穿越的加入可能导致误选相。

3.2 对上述分析的验证

本文结合风电场的故障特征，即由于撬棒电路的投入和风速的变化加剧了风场的弱馈特性，因为相电流差突变量选相在风场侧由于弱馈特性不能正确选出故障相而在系统侧由于强电源能正确选相，而相电压突变量选相可以在风场侧正确选相却不能在系统侧准确选相，结合相电流差突变量和相电压突变量选相原理的特点，本文构造出能适应风场侧弱馈特性的选相原理。该选相原理是在相电压突变量的基础上引入了单相电流突变量并结合序分量幅值而进行选相。该选相元件不管风场参数如何变化都能正确选相。

长江中下游、江淮等常年流行区，按照“宜麦则麦、宜油则油”原则，合理布局种植结构，或通过改种绿肥、轮作休耕等措施，尽可能压低非主产区小麦种植面积，减轻病害防控压力。黄淮常年发生区和华北、西北偶发区，结合玉米种植结构调整，大力推广小麦与大豆、花生、蔬菜等作物轮作。

  

图9 风场侧三相电流波形

 

Fig.9 Three-phase current waveform of wind field side

如图9设置的故障发生时刻为1.2 s，由于撬棒电路投入后风场的网络结构发生了变化，在故障后的1.23 s后，故障相A相的交流分量反而小于非故障相B、C两相的交流分量，并且A相中的直流分量衰减缓慢，这样对基于工频分量的相关保护均会造成影响。

图10为上述发生A相接地故障的风场侧三相故障电流的频谱分析图。从图10可以看出，故障电流A相有较明显的衰减直流分量，在故障相和非故障相电流中均存在较大的10 Hz交流分量，这些谐波分量不满足线路保护要求的50 Hz参数的条件，这必将会给基于工频分量的相电流差工频变化量选相原理带来影响。

  

图10 风电场侧三相电流频谱

 

Fig.10 Three-phase current spectrum of wind farm side

由式(1)可知，发生单相接地故障时，Zmid和Zmax大小比较相近，因为中间和最大计算阻抗的分子都是故障相与其中一相健全相之差，而分母都是其中的一相健全相。发生两相短路或两相接地短路时，Zmid和Zmin大小比较接近，因为中间和最小计算阻抗的分子都是健全相与其中一相故障相之差，而分母都是其中的一相故障相，所以计算的中间阻抗值Zmid是判断单相接地还是两相(接地)短路的关键。

式（1）和式（2）中，企业出口扩展边际（extensityijkt）以及集约边际（intensityijkt）分别用(extenijkt)和(intenijkt)描述，i为企业，j代表行业（三分位），k与t分别描述的是省份与年份，importijkt代表中间品进口，X代表干扰企业出口行为的控制变量，εijkt代表的是随机扰动项。

式中：Zφ1为φ1相所对应的计算阻抗,ΔUφ2φ3为相间工作电压变化量，ΔIφ1为单相电流突变量。若φ1相为A相，则φ2、φ3为B、C相，依此类推可求解出Zφ2、Zφ3。

  

图11 相电流差突变量选相原理流程图

 

Fig.11 Flow chart of phase selector principle of phase differential current variation

 

表1 相电流差突变量选相元件的选相结果

 

Table 1 Phase selection results of phase selector principle of phase differential current variation

  

风速/(m·s-1)故障类型AGBCBCGABC8ABGCACAGCA11ABGBCBCGABC12CAGABCBCGABC

从表1可以看出，对于11 m/s风速下发生的单相接地故障都将故障类型判断错误，即单相接地判断为两相接地故障。对8 m/s和12 m/s风速下的故障来说，相电流差工频变化量选相元件同样无法正常工作。

4 选相元件的改进建议

在前面所搭建的平台上模拟风场送出线首端发生A相接地故障，测得风场侧的故障电流波形如图9所示。

本文通过图12搭建的仿真模型，进行故障选相。从图12可以看出，需要在保护安装处测量9个量，即ΔUAB、ΔUBC、ΔUCA(相间工作电压变化量)、ΔIA、ΔIB、ΔIC(单相电流突变量)、I1、I2、I0(序电流分量)。

在选择施工人员时，要选择纪律性强，服从管理的工作人员。同时，也要选择施工技术水平高的技术人员，确保现场施工质量与安全。在初步选择施工人员后，要对其进行严格的培训与考察，进一步了解工作人员的综合素质。同时，提升其施工技术，严格贴合水利工程施工质量与安全的需求。

阻抗计算式为

荸荠富含淀粉、膳食纤维、矿物质和维生素等多种营养物质[1～3]。荸荠既可作为蔬菜又可作为水果深受大众消费者的喜爱，研究鲜切荸荠的保鲜技术有利于提高荸荠的市场价值。

根据表6（1）回归结果，上市公司收到政府补助后总体上存在信号效应，Sub与Own回归系数为正且在1%的水平上显著。6（2）分析了应计盈余管理的调节作用，Sub∗Da系数为正且在5%的水平上显著，说明应计盈余管理在政府补助的信号效应中发挥了正向的调节作用。6（3）验证了真实盈余管理的调节作用，Sub∗Rem的回归系数为正且在1%的水平上显著，说明企业的真实盈余管理不能为社会投资者所识别，收到政府补助的企业通过真实盈余管理行为获得了更多的社会投资者跟进。

Zφ1=ΔUφ2φ3/ΔIφ1

(1)

当风速为8、11、12 m/s时，在联络线上发生不同类型的短路故障(故障过程中均需投入撬棒)，在不同故障情况下基于相电流差工频变化量选相原理的选相元件动作情况如表1所示。

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图12 选相流程图

 

Fig.12 Phase selection flow chart

图11为相电流差工频变化量选相原理流程图。由图11的流程图可以看出，当风场在撬棒电路和风速的影响下，尤其是发生接地故障后，三相故障电流的相对大小会比较接近，所以会导致错选相。

所以选相判据为

Zmid>mZmin

(2)

式中:m=4～6。

具体选相步骤如下：

1)对于单相短路故障，其选相判据为

Zmid>4Zmin

(3)

通过风场侧保护安装处测得的相间电压突变量比单相电流突变量满足式(3), 则可判断为单相短路接地故障,若最小阻抗值为ZA则发生A相接地故障，依此类推选出故障相。

2)风场侧三相短路时，短路电流的序电流中正序电流几乎占了全部，只有少许的负序电流和几乎为0的零序电流，且相间电压变化量基本相同，所以选相判据为

农批市场已成为我国农产品流通主渠道，年交易总额约5万亿元。与此同时，供销社系统农批市场规模不断扩大，2008年全系统拥有874家农批市场，不到10年的时间里，全系统市场数量翻番，交易规模也从原来的934.7亿元增加到7247.4亿元，增长7.75倍。目前，全国年交易额亿元以上的农批市场有1000余家，其中有248家来自供销社系统。

 

(4)

ΔUAB≈ΔUBC≈ΔUCA

(5)

当保护安装处的电压、电流满足式(4)和式(5)时，则可判断为三相短路故障。

3)对于两相相间短路故障，其短路电流没有零序电流，所以正、负序电流均远大于零序电流，其选相判据为

 

(6)

再根据计算阻抗值来判断故障类型，若ZA最大则为BC相间故障，若ZB最大则为CA相间故障，若ZC最大则为AB相间故障。

4)对于两相短路接地故障，正序、负序电流远小于零序电流，其选相判据为

 

(7)

在满足式(7)的基础上，其他判断与相间短路一样。

在风场联络线上发生不同类型短路故障(故障过程中需投入Crowbar)，故障于1.2 s发生，持续时间100 ms，将仿真结果汇总于表2。

区域认知是高中学生学习地理的重要载体，以本地区域认知为前提开展高中地理教学，在帮助学生进行具体区域下学习地理知识的同时，更是将地理知识与区域发展有机联系起来。因此，密切联系区域认知，以本土化或本地区域为案例，对教学内容与教学知识进行有效互动，是提高高中地理教学效果的较好手段。一方面学生在熟悉的素材中进行教学互动，可以更大胆发表自己的认识；另一方面，地理知识渗透到教学互动中，更有助于学生理解掌握。

 

表2 不同类型故障选相结果

 

Table 2 Selection results of different types of fault phases

  

风速/(m·s-1)故障类型AGBCBCGABC8AGBCBCGABC11AGBCBCGABC12AGBCBCGABC

通过表2可以看出，提出的相电压差突变量比单相电流突变量故障选相原理可以很好地满足风电场中不同转差率和撬棒电路投入导致的弱馈特性加深的特点，适用于包含大规模风电场接入的线路保护中。

5 结论及改进措施

本文研究了具备低电压穿越能力的风场并入电网后体现出的故障特性，并指出风场的弱馈特性。在此基础上对风电场侧继电保护受风场接入的故障选相展开了相关研究，并得出结果为：由于投入低电压穿越策略后双馈风电场正、负序等值阻抗不相等导致相电流差突变量的选相元件不能准确选出所有的故障相。

针对风场投入低电压穿越策略后误选相问题，本文提出改进措施为：选相元件可以采用在相电压突变量的基础上引入单相电流突变量并结合序分量幅值而进行选相。

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