同步发电机与逆变型电源故障电流特性对比实验研究

同步发电机与逆变型电源故障电流特性对比实验研究

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1. 研究背景与意义

随着可再生能源在电力系统中的渗透率不断提高，逆变型电源(Inverter-Based Resources, IBR)在电网中的比重日益增加。与传统同步发电机相比，IBR的故障响应特性存在显著差异，这对电力系统的保护设计和运行控制提出了新的挑战。

传统同步发电机在故障期间能够提供较大的短路电流，其特性主要由电机电磁暂态过程决定。而IBR通过电力电子变换器并网，其故障电流受控制策略限制，表现出不同的幅值、相位和谐波特性。研究这两种电源的故障电流特性差异，对于新型电力系统的保护配置和故障分析具有重要意义。

2. 实验方案设计

2.1 系统建模

使用MATLAB/Simulink搭建测试系统模型，系统结构如图1所示：

[同步发电机]---[变压器]---[输电线路]---[母线]---[输电线路]---[IBR]

系统参数：

• 同步发电机：10MVA，10.5kV，Xd’=0.2pu，Xd’'=0.15pu
• 变压器：10.5kV/110kV，10MVA，阻抗8%
• 输电线路：50km，正序阻抗0.1+j