Fault Transient Equivalent Modeling Method for Doubly-fed Wind Farms Based on Dynamic Response Characteristics of DC Bus Voltage

ZHOU Ji; TANG Yafang; WANG Jindai; YANG Changchang; LUO Guojuan; PU Yi

doi:10.20204/j.sp.2025.07011

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Fault Transient Equivalent Modeling Method for Doubly-fed Wind Farms Based on Dynamic Response Characteristics of DC Bus Voltage

PROTECTION AND RESILIENCE ENHANCEMENT FOR NEW-TYPE POWER SYSTEMS | 更新时间：2025-10-24

- Fault Transient Equivalent Modeling Method for Doubly-fed Wind Farms Based on Dynamic Response Characteristics of DC Bus Voltage
- Vol. 53, Issue 7, Pages: 84-91(2025)
- 作者机构：
  
  贵州大学电气工程学院,贵州,贵阳,550025
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.20204/j.sp.2025.07011
  CLC：
- Published Online：20 July 2025，
  
  Published：20 July 2025
- 稿件说明：
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周吉,汤亚芳,王金埭,杨畅畅,罗国娟,蒲翼.基于直流母线电压动态响应特性的双馈风电场故障暂态等值建模方法[J].智慧电力,2025,53(7):84-91.

ZHOU Ji, TANG Yafang, WANG Jindai, et al. Fault Transient Equivalent Modeling Method for Doubly-fed Wind Farms Based on Dynamic Response Characteristics of DC Bus Voltage[J]. 2025, 53(7): 84-91.
周吉,汤亚芳,王金埭,杨畅畅,罗国娟,蒲翼.基于直流母线电压动态响应特性的双馈风电场故障暂态等值建模方法[J].智慧电力,2025,53(7):84-91. DOI： 10.20204/j.sp.2025.07011.

ZHOU Ji, TANG Yafang, WANG Jindai, et al. Fault Transient Equivalent Modeling Method for Doubly-fed Wind Farms Based on Dynamic Response Characteristics of DC Bus Voltage[J]. 2025, 53(7): 84-91. DOI： 10.20204/j.sp.2025.07011.

摘要

针对大型双馈风电场进行电磁暂态仿真时存在耗时长、计算量大的问题，提出了一种基于直流母线电压动态响应特性的双馈风电场故障暂态等值建模方法。通过分析直流母线电压的动态响应特性曲线，可有效表征撬棒（Crowbar）与直流卸荷（Chopper）电路的保护动作状态，并同步反映机端电压波动及风速变化特征。在此基础上，采用改进的K-means算法进行风电机群划分，进而建立双馈风电场的故障暂态等值模型。算例分析表明，在模拟详细双馈风电场的应用中，所提模型具有更高的精度。

Abstract

To address the excessive time consumption and computational burden in the electromagnetic transient simulations of large-scale doubly-fed wind farms， this study proposes a fault transient equivalent modeling method based on the dynamic response characteristics of DC bus voltage. By analyzing the dynamic response curve of DC bus voltage， the method effectively characterizes the protection status of Crowbar and Chopper circuits while simultaneously reflecting fluctuations in terminal voltage and wind speed variations. Building on this foundation， an improved K-means algorithm is adopted for wind turbine clustering， establishing a fault transient equivalent model for doubly-fed wind farms. Case studies demonstrate that the proposed model achieves higher accuracy in simulating detailed doubly-fed wind farms.

关键词

Keywords

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