序
前言
第 1章 风电系统电磁暂态模型
1.1 风电机组数学模型
1.1.1 双馈风电机组
1.1.2 直驱风电机组
1.2 面向继电保护分析的风电机组简化建模方法
1.2.1 简化建模的必要性
1.2.2 基于等效受控源的双馈风机简化建模方法
1.2.3 保留受控特性和能量平衡的直驱风机简化建模方法
1.2.4 基于试验拟合的直驱风机简化建模方法
1.3 单机-机群等值建模的可行性分析
1.3.1 风机地理位置分布特性影响分析
1.3.2 风速分布特性影响分析
1.3.3 仿真验证
1.4 本章小结
参考文献
第2章 面向继电保护的风电系统故障特征分析
2.1 风机的特征
2.2 双馈风电机组故障特征
2.2.1 短路电流特征
2.2.2 序阻抗特征
2.3 直驱风电机组故障特征
2.3.1 适用于短路电流分析的直驱风机简化模型
2.3.2 短路电流的迭代求解方法
2.3.3 短路电流时域表达式推导
2.3.4 序阻抗特征
2.4 风电场故障特征
2.4.1 弱馈特征
2.4.2 频率特征
2.4.3 序阻抗特征
2.5 现场故障录波数据验证
2.6 本章小结
参考文献
第 3章 风电接入系统继电保护基本理论
3.1 保护适应性分析的基本方法
3.2 参数识别继电保护基本原理
3.2.1 线性网络参数识别的基本思想
3.2.2 RLC网络频域法参数识别
3.2.3 RLC网络时域法参数识别
3.2.4 基于参数识别的继电保护
3.3 模型识别继电保护基本原理
3.3.1 故障模型的定义
3.3.2 模型误差的表征
3.3.3 模型误差分析
3.4 本章小结
参考文献
第4章 故障选相元件
4.1 序分量选相元件适应性分析
4.1.1 基本原理
4.1.2 适应性分析
4.1.3 仿真及录波数据验证
4.2 相电流差突变量选相元件适应性分析
4.2.1 基本原理
4.2.2 适应性分析
4.2.3 仿真及录波数据验证
4.3 适用于风电接入系统的选相原理
4.3.1 相电压暂态特征分析
4.3.2 基于时域相电压暂态量的选相判据
4.3.3 仿真及录波数据验证
4.4 本章小结
参考文献
第 5章 故障方向元件
5.1 基于序故障分量的方向元件
5.1.1 基本原理
5.1.2 适应性分析
5.1.3 仿真及录波数据验证
5.2 基于相电气量故障分量的方向元件
5.2.1 基本原理
5.2.2 适应性分析
5.2.3 仿真及录波数据验证
5.3 基于时域模型识别的方向元件
5.3.1 正反向故障模型
5.3.2 基于时域全量模型识别的方向判据
5.3.3 仿真及故障录波数据验证
5.4 本章小结
参考文献
第 6章 距离保护
6.1 距离保护的基本原理
6.2 距离保护的适应性
6.3 本章小结
参考文献
第 7章 纵联保护
7.1 纵联保护适应性
7.1.1 工频电流差动保护
7.1.2 工频电流突变量差动保护
7.1.3 纵联距离保护
7.1.4 纵联方向保护
7.2 基于时域模型识别的纵联保护
7.2.1 输电线路区内外故障时域模型
7.2.2 保护判据
7.2.3 保护算法性能分析
7.2.4 仿真验证
7.3 本章小结
参考文献
第 8章 风电场内保护
8.1 集电线系统的拓扑结构
8.2 集电线单相接地故障保护
8.2.1 中性点接地方式
8.2.2 基于参数识别的中性点经消弧线圈接地风电场单相接地选线方法
8.3 集电线相间故障保护
8.3.1 现有风电场内相间保护的配置
8.3.2 现有保护的性能分析
8.3.3 相间故障保护配合新方法
8.4 基于导纳参数识别的风电场集电母线保护
8.4.1 基本原理
8.4.2 保护判据
8.4.3 仿真验证
8.5 本章小结
参考文献

在大规模风电接入系统的背景下，风机类型的多样性及其控制策略的复杂性使得风电机组的电磁暂态过程异常复杂，故障特征较同步机组发生了显著的变化。风电系统的故障特征变化将直接影响现有保护原理的性能，所以系统地认识风电系统的本质故障特征、研究现有继电保护对该故障特征的适应性、提出新的保护原理和配置方案对提高大规模风电集中接入系统的安全稳定性十分必要。
本书以大规模风电外送场景下的继电保护为研究对象，系统地研究面向继电保护的风电建模方法，揭示风电系统的故障特征并分别研究风电场内保护和风电送出线保护的适应性及保护新原理。

随着风电接入系统的容量逐年增大，其对电网安全稳定运行的影响已不容忽视。由于风机自身有别于传统同步机的电路拓扑和控制方式风电接入系统对扰动的响应特征也异于常规系统。现有的继电保护原理基于常规系统故障特征构建，已不能完全适用于风电接入系统，因此有必要研究更加具有针对性的保护新原理。本书旨在系统性地介绍风电接入系统的继电保护问题，全书包含8章，第1章分析直驱风电机组和双馈风电机组的电磁暂态建模；第2章介绍风电接入系统的故障特征；第3章阐述适用于风电接入系统继电保护的基本理论；第4～7章分别介绍现有故障选相元件、故障方向元件及距离保护和纵联保护在风电接入系统中的适应性及新原理；第8章介绍风电场内的保护问题。
本书可供电力系统运行人员、设备制造技术人员、大中专院校及科研单位相关人员参考。